题目

题型：湖北省竞赛题难度：来源：

将Fe₂O₃和纯净的碳粉混合，平铺在反应管a中在瓶盛有足量澄清石灰水按图连接仪器．实验开始时缓慢通入氮气过一段时间后，加热反应管观察到管内发生剧烈反应同时，瓶中的溶液出现白色沉淀待反应反应完成后停止加热仍继续通入氮气直至反应管冷却．此时，管内的混合物变成黑色粉末．
回答问题：
（1）取少量固体溶于足量的稀硫酸，发现有大量的气泡产生，若同时出现 ____    _____ 的现象，则生成的黑色固体全部是铁．
（2）实验中通入的气体是纯净干燥的氮气，不用空气的主要原因是 ____             _____ ．
（3）停止加热前是否需要断开和b的连接处？为什么？ __                                   _______
（4）本实验的尾气是否需要处理？如需处理，请回答如何处理，如不需处理，说明理由 _______                                                                            __ ．
（5）合成氨工业中使用的催化剂铁触媒的成分可表示为xFeO_yFe₂O₃（其中FeO与Fe₂O₃质量比为27：20）．若用40gFe₂O₃通过该实验制备出37.6g铁触媒，反应中消耗的纯净碳粉的质量范围是 _________ ，x：y= _________ ．

答案

（1）固体全部溶解；
（2）空气中含有氧气会将生成的铁氧化；
（3）不需要，因为氮气不断通入，b瓶中的溶液不会倒吸入a瓶；
（4）需处理，因尾气中有CO，在尾气气出口加一个点燃的酒精灯；
（5）0.9g～1.8g，3：1．