Question

某活動小組根據(jù)下圖所示進行模擬煉鐵的實驗，并對產(chǎn)物的成分進行探究。

【提出問題】黑色粉末A可能是什么呢？
【查閱資料】小華查閱資料，得到關于鐵的氧化物如下信息：

鐵的氧化物	Fe2O3	Fe3O4	FeO
顏色	紅	黑	黑
物理性質(zhì)	不能被磁鐵吸引	能被磁鐵吸引	不能被磁鐵吸引
化學性質(zhì)	可溶于酸	常溫下不溶于稀酸	可溶于酸，但不生成氣體

 
【提出猜想】（1）小明認為黑色粉末A全部是鐵粉。為了證明自己的猜想小明設計了如上圖的實驗，該實驗中，小明加入的X溶液是       ；實驗過程中操作Ⅰ是       這個實驗基本操作。
小華根據(jù)小明的實驗認定小明的猜想是錯誤的，理由是                         。
（2）小華根據(jù)資料提出了自己的兩個猜想，請結(jié)合所學知識補充余下的一個猜想。
猜想①：黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成
猜想②：黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成
猜想③：                                      
【實驗探究】

方案	實驗操作	可能的現(xiàn)象	結(jié)論
①	取適量黑色粉末A 用磁鐵吸引		猜想①正確
②	適量黑色粉末A 用磁鐵吸引	黑色粉末部分被吸引	猜想②正確
③			猜想③正確

 
【反思評價】小娟認為方案②中得出的結(jié)論不正確，其理由是                     。
【得出結(jié)論】黑色粉末A是鐵和氧化亞鐵的混合物。
小華想測定黑色粉末A中鐵的質(zhì)量分數(shù)，設計了如下實驗：
取8g黑色粉末A加入50g足量的稀硫酸，充分反應后稱量，剩余物質(zhì)的質(zhì)量為57.8g，則該黑色粉末A中鐵的質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

（1）硫酸銅溶液、過濾；加入足量硫酸銅溶液反應后過濾，還有黑色粉末存在
（2）猜想3：黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成

方案	實驗操作	可能的現(xiàn)象	結(jié)論
①		黑色粉末A全部被吸引
②
③	取適量黑色粉末B，加入足量稀鹽酸 （或者取適量黑色粉末B用磁鐵吸引；黑色粉末部分被吸引）	黑色粉末B部分溶解 （黑色粉末B部分被吸引）

 
【反思評價】：含有四氧化三鐵時，也發(fā)生同樣的現(xiàn)象
計算：略，算出鐵的質(zhì)量1分，算出質(zhì)量分數(shù)1分

：（1）由黑色粉末A加入足量X溶液得到有色溶液和黑色固體、紅色固體，常見的紅色固體是銅，根據(jù)置換反應可知鐵把銅置換出來了，所以加入的溶液是銅的鹽溶液，可認為是硫酸銅溶液，硫酸銅與鐵反應能生成銅和硫酸亞鐵，硫酸亞鐵是淺綠色的；把不溶于液體的固體與液體分離的方法是過濾；由于加入的硫酸銅是足量的，所以固體中的鐵都能被反應掉，通過檢測發(fā)現(xiàn)加入硫酸銅后，還有黑色固體不溶物，說明不可能全部為鐵，小明認為黑色粉末A全部是鐵粉，所以該說法錯誤；
（2）黑色粉末有：鐵粉、四氧化三鐵（Fe₃O₄）、氧化亞鐵，所以這三種相互組合情況有：黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成、黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成、黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成；因為鐵粉能被磁鐵吸引，四氧化三鐵也能被磁鐵吸引，所以如果是這兩種物質(zhì)組成，現(xiàn)象為：黑色粉末A全部被吸引；由于氧化亞鐵溶于酸，四氧化三鐵不溶于酸，所以加入酸，看黑色固體是否被溶解，如果部分溶解，說明含有四氧化三鐵；小娟認為方案②中得出的結(jié)論不正確她認為含有四氧化三鐵時，也發(fā)生同樣的現(xiàn)象；
根據(jù)質(zhì)量的減少量是生成氫氣的質(zhì)量，所以生成氫氣的質(zhì)量為：8g+50g-57.8g=0.2g，設要生成0.2g氫氣，需要鐵質(zhì)量為X則：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 2
X 0.2g
根據(jù)：解得X=5.6g，則該黑色粉末A中鐵的質(zhì)量分數(shù)是×100%=70%．
故答案為：（1）硫酸銅溶液、過濾；加入足量硫酸銅溶液反應后過濾，還有黑色粉末存在
（2）猜想3：黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成

方案	實驗操作	可能的現(xiàn)象	結(jié)論
①		黑色粉末A全部被吸引
②
③	取適量黑色粉末B，加入足量稀鹽酸 （或者取適量黑色粉末B用磁鐵吸引；黑色粉末部分被吸引）	黑色粉末B部分溶解 （黑色粉末B部分被吸引）

反思評價：含有四氧化三鐵時，也發(fā)生同樣的現(xiàn)象
計算：70%