问题 问答题

已知CO与Fe2O3作用生成Fe的反应是分步进行的,反应中铁的氧化物中氧元素质量分数逐渐降低.

序号化学反应
Fe3O4+CO
 600~700℃ 
.
 
FeO+CO2
3Fe2O3+CO
 300~600℃ 
.
 
2Fe3O4+CO2
FeO+CO
 700℃以上 
.
 
Fe+CO2
(1)上述三个反应发生的先后顺序是______.

(2)某同学取2.4g纯净的Fe2O3与CO反应一段时间后,对剩余固体的成分展开探究.

【实验过程】

实验内容实验现象
实验一冷却后,称量剩余固体剩余固体质量为1.76g
实验二取一部分剩余固体,用磁铁靠近部分粉末能被磁铁吸引
【分析与结论】

小明认为该黑色粉末中一定含有铁;小军认为还需要再设计一个实验才能证明产物中含有铁,他的理由是______;

小军设计的实验可能是(写出方法与现象)______;

【拓展延伸】

化学生产中往往会以某一种元素的转化来计算“反应的转化率”,其公式如下:

反应转化率=

化合物中已反应A元素质量
化合物中A元素总质量
×100%;若以原固体中氧元素的转化来表达反应的转化率则该反应转化率为______.(结果用百分数表示,保留一位小数).

答案

(1)由题意可知,在铁的氧化物中,Fe2O3、Fe3O4、FeO与CO反应的温度依次升高.根据加热的过程温度逐步升高.所以,CO与Fe2O3作用生成Fe的分步进行的反应顺序是②①③;

(2))【分析与结论】小军认为还需要再设计一个实验才能证明产物中含有铁,他的理由是:Fe3O4具有磁性也能被磁铁吸引;由于铁能与盐酸反应,小军设计的实验可能是:取一部分剩余的固体于小烧杯中,加入适量稀盐酸,有气泡产生,溶液变成浅绿色;

【拓展延伸】由题意和质量守恒定律可知,参加反应的氧元素的质量为:2.4g-1.76g=0.64g,2.4gFe2O3中氧元素的质量为:2.4g×

16×3
56×2+16×3
×100%=0.72g,反应的转化率是:
0.64g
0.72g
×100%
=88.9%

故答为:(1)②①③;【分析与讨论】Fe3O4具有磁性也能被磁铁吸引;取一部分剩余的固体于小烧杯中,加入适量稀盐酸,有气泡产生,溶液变成浅绿色;  

【拓展延伸】88.9%

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