Question

（10分）鐵和四氧化三鐵及其他含鐵物質(zhì)的性質(zhì)、轉(zhuǎn)換、用途是初中化學(xué)常見(jiàn)的知識(shí)內(nèi)容。某興趣小組同學(xué)在《培養(yǎng)中學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究》課題組老師的帶領(lǐng)下開(kāi)展了系列研究。

I：鐵和四氧化三鐵的轉(zhuǎn)換：

i．鐵在氧氣里燃燒

【探究一】探究鐵絲燃燒是否需要純氧

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】取0.33mm的鐵絲，分別在體積分?jǐn)?shù)為90%、70%、65%、60%、55%的氧氣中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

O2%	90%	70%	65%	60%	55%
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	燃燒劇烈，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，效果好	燃燒比90%弱，燃燒時(shí)間短，實(shí)驗(yàn)成功	燃燒比70%弱，燃燒時(shí)間比70%短，實(shí)驗(yàn)成功	燃燒比65%弱，燃燒時(shí)間更短，實(shí)驗(yàn)成功	難以燃燒，只是發(fā)紅

【結(jié)論】就0.33mm鐵絲而言，依據(jù)上表燃燒所需氧氣的最低體積分?jǐn)?shù)為 ，且氧氣濃度越大，燃燒越劇烈。

【反思】所有鐵絲的燃燒所需氧氣最低濃度為上述結(jié)論 （填“是”或“不”）合理，理由是 。

ii：鐵和四氧化三鐵在轉(zhuǎn)換時(shí)的應(yīng)用：

在焊接兩根鐵軌時(shí)，為確保施工質(zhì)量，工程技術(shù)人員常用到一種叫做“引火鐵”的反應(yīng)活性材料，“引火鐵”（極細(xì)的鐵粉）是一種準(zhǔn)納米材料，它在空氣中可以自燃。某化學(xué)興趣小組根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室制備其過(guò)程如下：

（1）在高溫條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，得到粉末狀的四氧化三鐵和氫氣。

（2）將四氧化三鐵粉末再在高溫條件下經(jīng)過(guò)與上述過(guò)程相反的反應(yīng)生成“引火鐵”粉末。請(qǐng)分別用以下兩套裝置，制取四氧化三鐵和“引火鐵”。

（注：裝置中必要的鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去）

填寫(xiě)下列空白：

（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中第（1）、（2）兩個(gè)步驟中的任一反應(yīng)方程式： ；

（2）在實(shí)驗(yàn)裝置中，燒瓶B的作用是 ；

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)試管A中加入的固體是 ；

（4）在試管H中反應(yīng)進(jìn)行H2還原Fe3O4前，在I出口處必須先 。

II：在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)，對(duì)固體產(chǎn)物成分等進(jìn)行探究

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】該小組按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在一定溫度下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)：

①反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛氧化鐵粉末的總質(zhì)量66g(玻璃管的質(zhì)量為60g)

②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量65.8g(冷卻到室溫稱(chēng)量)

【得出結(jié)論】通過(guò)實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出黑色固體粉末為 。

【反思與評(píng)價(jià)】一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，可能會(huì)生成四氧化三鐵、氧化亞鐵等，那么要提高含鐵量可采用的方法是 。

Answer 1