钢铁是重要的金属材料,在工农业生产和生活中应用非常广泛。
Ⅰ.铁的冶炼
工业炼铁的原理是高温下用CO作还原剂,将铁从氧化物中还原出来。请回答下列问题:
(1)写出以赤铁矿为原料,在高温下炼铁的化学方程式:___________________________;
(2)实验探究炼铁原理
某化学兴趣小组在实验室中模拟工业炼铁的原理,并探究CO与Fe
2O
3反应后的产物。
通过查阅资料知道:①草酸(H
2C
2O
4)固体与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳,反应方程式为:H
2C
2O
4 
CO↑+ CO
2↑+ H
2O。
②NaOH溶液可以吸收二氧化碳,反应方程式为:2NaOH+CO
2=Na
2CO
3+H
2O
③常温下,Ca(OH)
2微溶于水;于是他设计了下图的实验装置,结合装置回答下列问题:

(1)图A是用固体草酸和浓硫酸制取CO的反应装置,你认为应选择下图中的_________(填装置编号);

(2)图中装置C、D的作用分别是 ____________、_______________;
(3)为了证明产物中有二氧化碳,装置F中的试剂应该是少量的_____________(填试剂名称),反应的化学方程式为 ______________________;
(4)该装置设计有一个明显缺陷,你认为是______________________________。
(5)实验时准确称取一定质量纯净的Fe
2O
3固体按上图进行实验,当E中固体全部变黑后,继续通入CO直到玻璃管冷却。将得到黑色的固体加入到足量的稀盐酸,发现固体全部溶解,但无气泡产生。
查阅资料:a. 铁的氧化物在足量的稀盐酸中均能全部溶解。
b. Fe
2O
3与CO反应的固体生成物可能情况如下:

根据“无气泡”猜想,黑色粉末可能是:① Fe
3O
4;②_________ ③ ____________。
(6)定量分析 用电子天平称量得部分数据如下:
| 玻璃管质量
| 玻璃管及其中固体的质量
| 装置F及其中物质的总质量
|
反应前
| 28.20 g
| 33.00 g
| 300.0 g
|
反应后
| 32.84 g
| 300.4 g
|
根据上述数据,纯净的Fe
2O
3固体质量为_____________g,请选择有效的数据,推断出反应后黑色固体的成分(写出计算过程)__________________________。
根据推断结果,写出该实验中玻璃管内发生的化学反应方程式:__________________________。