某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？【查阅资料】小华查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：铁的

题型：不详难度：来源：

某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？
【查阅资料】小华查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：

铁的氧化物	Fe2O3	Fe3O4	FeO
颜色	红	黑	黑
物理性质	不能被磁铁吸引	能被磁铁吸引	不能被磁铁吸引
化学性质	可溶于酸	常温下不溶于稀酸	可溶于酸，但不生成气体

 
【提出猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。为了证明自己的猜想小明设计了如上图的实验，该实验中，小明加入的X溶液是       ；实验过程中操作Ⅰ是       这个实验基本操作。
小华根据小明的实验认定小明的猜想是错误的，理由是                         。
（2）小华根据资料提出了自己的两个猜想，请结合所学知识补充余下的一个猜想。
猜想①：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成
猜想②：黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成
猜想③：                                      
【实验探究】

方案	实验操作	可能的现象	结论
①	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引		猜想①正确
②	适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末部分被吸引	猜想②正确
③			猜想③正确

 
【反思评价】小娟认为方案②中得出的结论不正确，其理由是                     。
【得出结论】黑色粉末A是铁和氧化亚铁的混合物。
小华想测定黑色粉末A中铁的质量分数，设计了如下实验：
取8g黑色粉末A加入50g足量的稀硫酸，充分反应后称量，剩余物质的质量为57.8g，则该黑色粉末A中铁的质量分数是多少？（写出计算过程）

答案

（1）硫酸铜溶液、过滤；加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在
（2）猜想3：黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成

方案	实验操作	可能的现象	结论
①		黑色粉末A全部被吸引
②
③	取适量黑色粉末B，加入足量稀盐酸 （或者取适量黑色粉末B用磁铁吸引；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）

 
【反思评价】：含有四氧化三铁时，也发生同样的现象
计算：略，算出铁的质量1分，算出质量分数1分

解析

：（1）由黑色粉末A加入足量X溶液得到有色溶液和黑色固体、红色固体，常见的红色固体是铜，根据置换反应可知铁把铜置换出来了，所以加入的溶液是铜的盐溶液，可认为是硫酸铜溶液，硫酸铜与铁反应能生成铜和硫酸亚铁，硫酸亚铁是浅绿色的；把不溶于液体的固体与液体分离的方法是过滤；由于加入的硫酸铜是足量的，所以固体中的铁都能被反应掉，通过检测发现加入硫酸铜后，还有黑色固体不溶物，说明不可能全部为铁，小明认为黑色粉末A全部是铁粉，所以该说法错误；
（2）黑色粉末有：铁粉、四氧化三铁（Fe₃O₄）、氧化亚铁，所以这三种相互组合情况有：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成、黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成、黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成；因为铁粉能被磁铁吸引，四氧化三铁也能被磁铁吸引，所以如果是这两种物质组成，现象为：黑色粉末A全部被吸引；由于氧化亚铁溶于酸，四氧化三铁不溶于酸，所以加入酸，看黑色固体是否被溶解，如果部分溶解，说明含有四氧化三铁；小娟认为方案②中得出的结论不正确她认为含有四氧化三铁时，也发生同样的现象；
根据质量的减少量是生成氢气的质量，所以生成氢气的质量为：8g+50g-57.8g=0.2g，设要生成0.2g氢气，需要铁质量为X则：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 2
X 0.2g
根据：解得X=5.6g，则该黑色粉末A中铁的质量分数是×100%=70%．
故答案为：（1）硫酸铜溶液、过滤；加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在
（2）猜想3：黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成

方案	实验操作	可能的现象	结论
①		黑色粉末A全部被吸引
②
③	取适量黑色粉末B，加入足量稀盐酸 （或者取适量黑色粉末B用磁铁吸引；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）

反思评价：含有四氧化三铁时，也发生同样的现象
计算：70%