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某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包铁矿石粉末的组成进行探究,请你参与并回答有关问题.
[教师提醒]它由菱铁矿(FeCO
3)、赤铁矿(Fe
2O
3)、磁铁矿(Fe
3O
4)三种固体粉末中的一种或两种组成.
[提出猜想]试样粉末主要成分可能有:①只是FeCO
3、②只是Fe
2O
3、③只是Fe
3O
4、④FeCO
3和Fe
2O
3、⑤FeCO
3和Fe
3O
4、⑥Fe
2O
3和Fe
3O
4.
[查阅资料](1)FeCO
3受热易分解FeCO
3FeO+CO
2↑,常温与可盐酸反应放出CO
2:FeCO
3+2HCl=FeCl
2+CO
2↑+H
2O,
(2)铁矿石粉末中的杂质不参加反应.
[探究思路]先利用物质的性质不同设计实验探究其成分,然后再选择适当的试剂和方法通过实验测定其含量.(装置内空气中的水蒸气、CO
2忽略不计)
[实验探究]
(1)取适量试样粉末装入试管中,加入适量的盐酸,没有气泡产生,从而排除猜想中的______(填猜想中的序号).
(2)为进一步确定试样粉末的组成,称取该粉末10.0g装入硬质玻璃管中,在通风厨按如图进行实验.
开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应.待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却.反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
| 反应前 | 反应后 |
a管 | 玻璃管和试样粉末的总质量为70.0g | 玻璃管和固体物质的总质量为67.6g |
b瓶 | 洗气瓶和所盛溶液的总质量为200.0g | 洗气瓶和瓶中物质的总质量为206.6g |
[交流讨论]
(3)为了防止溶液倒吸,本实验最后停止加热前是否需要先断开装置中a和b的连接处?______(填需要或不需要),理由是______.
(4)b装置中可能会发生多个化学反应,任写出其中1个反应的化学方程式:______.
[反思评价]
(5)本实验的尾气是否需处理?如需处理,请回答如何处理,如不需处理,请说明理由:______.
(6)通过计算确定,该铁矿石试样的主要成分,指出哪个猜想是正确的(已知铁矿石的纯度为80.0%).
【解析】
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