钢铁工业是国家工业的基础。

I.右图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,根据图示回答下列问题。
若右图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,请写出A区所发生主要反应的化学方程式:
。
II.化学兴趣小组同学在实验室里利用碳和氧化铁反应模拟炼铁,得到了无色气体A和黑色粉末B,并探究两者的成分。

(一)甲组同学对无色气体A的成分进行探究。
【猜想与假设】
猜想1:A中只有CO
2; 猜想2:A中只有CO; 猜想3:A中有CO
2和CO。
【实验验证】
甲组同学按如下图示进行实验(箭头表示气体流向,NaOH溶液的作用是除去气体中的CO
2)。

【讨论交流】
实验证实猜想3正确,则:
(1)Ⅰ中澄清石灰水的作用是________,能证明猜想3成立的现象是____
_ 。
(2)Ⅲ中反应的化学方程式_____________。
(二)乙组同学对黑色粉末B的成分进行探究。
【查阅资料】
①碳(或一氧化碳)还原氧化铁的固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。
②碳(或一氧化碳)还原氧化铁的产物成分与反应温度、反应时间等因素有关。
③
物质 性质
| 四氧化三铁
| 氧化亚铁
| 氧化铁
| 铁粉
|
颜色
| 黑色
| 黑色
| 红色
| 黑色
|
能否被磁铁吸引
| 能
| 不能
| 不能
| 能
|
【初步实验与猜想】
①小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和
。
②进行猜想:黑色固体粉末可能是:
猜想一:全部是Fe;猜想二:全部是Fe
3O
4;猜想三:是__________。
【进一步实验】该小组按右图装置设计实验,在一定温度下进行了实验,测得下列数据:

①应前称取5.8 g黑色粉末B加入玻璃管内 (玻璃管的质量为60.0g)
②充分反应后管内固体全部是铁,玻璃管和管内固体的总质量64.2g(已冷却到室温)。
【得出结论】根据上述数据,经计算得出该黑色粉末B是
。
【反思与评价】碳(或一氧化碳)还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。