还原性铁粉在潮湿的空气中容易生锈.现有m₁g生锈的铁粉样品,某兴趣小组同学按如图所示装置进行实验,测定该样品中氧化铁的质量分数(铁锈按氧化铁处理).

(1)装置A中反应的化学方程式是_____ ．
(2)某同学欲通过B装置反应前后的质量变化,测定该样品中氧化铁的质量分数.B中的最佳试剂是_____(填序号),实验时B中反应的化学方程式是_____．
①澄清石灰水    ②氢氧化钠浓溶液    ③稀盐酸    ④水
(3)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,还能起到的作用是:
①实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;②停止加热后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;③_____．
(4)完全反应后,甲同学称得铁粉的质量为m₂ g,同时测得装置B增重m₃ g,则铁粉样品中氧化铁的质量分数为_____．
(5)请你说说尾气的处理方法_____．

某科学兴趣小组利用如图装置探究温度对还原的影响（固定装置略）。
（1）装置B的作用是：_____________ 处理尾气的方法为________________
（2）将该小组分为两组，各取48g氧化铁粉末按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯（火焰温度500℃~700℃）、乙组用酒精喷灯（火焰温度800℃~1000℃）分别对装置D充分加热，红色粉末均变为黑色粉末。两组分别用固体产物进行实验，记录如下。

操作步骤	甲组现象	乙组现象
1.称量反应后粉末质量（g）	44.2	33.6
2.取黑色粉末用磁铁吸引	部分能被磁铁吸引	全部能被磁铁吸引
3.取黑色粉末加入足量稀盐酸，震荡	部分溶解，无气泡	全部溶解，有气泡

 
为解释这个现象，小组成员查阅到下列资料：
I.已知铁的氧化物有,在一定条件下，均能失去或逐步失去其中的氧，最终被还原为铁。
II. 是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸。
III. 氧化铁和一氧化碳进行热反应分析的相关数据图。

（分析与结论）
①乙组的固体产物是__________________
②小军根据实验现象推测甲组的固体产物可能是_______________.小华通过计算也证明了小军的观点，试通过计算说明他的推测依据。_____________________________
（反思与交流）
（3）考虑到二氧化碳气体通入的不持续性，装置E的作用是____________；从实验安全的角度考虑，上图装置还要采取的改进措施是_____________.

善于提出问题、探究问题和解决问题是学好化学的重要方法，某研究性学习小组的同学在学习铁及其化合物知识时进行了系列研究．

I．提出问题
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：铁和氧气在不同条件下能发生哪些反应？
问题3：铁有多种氧化物，它们的性质有哪些差异？
问题4：钢铁厂在选矿时，如何测定铁矿石中的含铁量？
问题5：用一氧化碳还原氧化铁得到的黑色固体一定是单质铁吗？
Ⅱ．解决问题
（问题1）上网查寻，有两种说法
a．因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属
b．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属   
（1）你认为正确的说法是________（填“a”或“b”）．
（问题2）通过学习，已经知道铁丝在潮湿的空气中能生锈，也能在纯氧中燃烧．   
（2）请写出一种防止钢铁生锈的方法________    
（3）请写出铁丝在纯氧中燃烧的化学方程式________．
（问题3）查阅资料：
a．铁常见的氧化物有氧化铁（Fe₂O₃）、四氧化三铁（Fe₃O₄）和氧化亚铁（FeO）．
b．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看怍是氧化亚铁和氧化铁的化合物．它不溶于水，能与酸反应生成两种盐．
c．氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引．   
（4）请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式________．   
（5）有一包黑色粉末，可能是铁粉、Fe₃O₄粉未、FeO粉末中的一种．请你设计一种实验方案进行鉴别________．
（问题4）同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多，小明结合所学知识，设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe₂0₃的质量分数．他称取l0.0g赤铁矿，当赤铁矿中的Fe₂O₃全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量．质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）．   
（6）图中酒精灯的作用是________．   
（7）该赤铁矿中Fe₂0₃的质量分数为________（列出计算过程）．
（问题5）在钢铁厂的实验室．同学们采集了用某种热分析仪记录的C0与Fe₂0₃进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．如图2所示．   
（8）根据图象分析，写出P点时固体成分的化学式________．固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为________

人们可以从铁钛矿（主要成分是）制取金属钛（），其在一定条件下的主要反应有：
①   
②
③；  
下列叙述中正确的是（  ）

A．反应①中的被还原	B．反应②中钛元素的化合价升高
C．反应③是复分解反应	D．反应②中的“”得到电子

目前，我国钢铁产量居世界第一，为国民经济的发展奠定了坚实的基础．   
（一）铁的广泛应用
（1）我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，用化学方程式表示其原理________ ．
（2）铁与铬（Cr）、镍（Ni）等金属熔合可形成“不锈钢”，用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料可制作耐酸防护服材料．以上叙述中不涉及到________（选填序号）．

A．合金

B．无机非金属材料

C．合成材料

D．复合材料

（3）某品牌的麦片中含微量铁粉，食用后可在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为________ ．   
（二）铁锈成分的探究
（1）如图为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验，最先观察到铁锈的是________ （选填序号）．

（2）铁生锈的主要过程为：
FeFe（OH）₂Fe（OH）₃Fe₂O₃•xH₂O
次要过程为：Fe FeCO₃
写出Fe→Fe（OH）₂反应的化学方程式________ ．
（3）铁锈组分的确定
某铁锈成分为Fe₂O₃•xH₂O和FeCO₃．为确定其组成，兴趣小组称取此铁锈样品25.4g，在科研人员的指导下用如图装置进行实验．

（查阅资料）①Fe₂O₃•xH₂O温度为110℃，FeCO₃在282℃分解为FeO和CO₂．②温度高于500℃时铁的氧化物才能被CO还原．
①装配好实验装置后，首先要________ ．
②装置A中的反应为：________ ₂C₂O₄（草酸）CO↑+CO₂↑+H₂O．通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶B中应盛放 ________ （选填序号）．
a．浓硫酸   b．澄清的石灰水 c．氢氧化钠溶液
③现控制D装置中的温度为300℃对铁锈进行热分解，直至D装置中剩余固体质量不再变化为止，冷却后装置E增重3.6g，装置F增重2.2g．则样品中FeCO₃的质量m（FeCO₃）=________g，x=________ ．
④若缺少G装置，测得的m（FeCO₃）________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”，下同），x的值会________ ．    
（三）炼铁过程的探究．
（1）写出工业上用赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）炼铁主要原理的化学方程式________ ．
（查阅资料）
用CO还原Fe₂O₃炼铁的过程大致分为三个阶段：
阶段1：3Fe₂O₃+CO2Fe₃O₄+CO₂
阶段2：Fe₃O₄+CO3FeO+CO₂
阶段3：FeO+COFe+CO₂．
（2）将上述300℃热分解后的D装置中剩余固体继续分阶段升温，进行CO还原铁的氧化物炼铁过程的探究．加热时测定D中剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示．图中M点对应的a=________ ．