某研究性學(xué)習(xí)小組請(qǐng)你參與“研究鐵與水蒸氣反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實(shí)驗(yàn)探究，并回答下列問(wèn)題：
探究一：設(shè)計(jì)如圖1所示裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)（夾持儀器略）。
（1）硬質(zhì)玻璃管 B 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H2O（g） 高溫 Fe3O4+4H23Fe+4H2O（g） 高溫 Fe3O4+4H2。
（2）裝置 D的作用是 除去H2中的水蒸氣，防止E的玻璃管破裂除去H2中的水蒸氣，防止E的玻璃管破裂。
探究二：設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B 中黑色固體的成分（已知酸性KMnO4溶液能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)）。
（3）待硬質(zhì)玻璃管 B 冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行如圖2所示實(shí)驗(yàn)：
①試劑A是 稀硫酸稀硫酸，現(xiàn)象2為 酸性KMnO4溶液褪色酸性KMnO4溶液褪色。
②若現(xiàn)象1中溶液未變血紅色，請(qǐng)從硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分分析可能的原因：B中固體可能有Fe3O4和Fe,Fe將Fe3+全部還原為Fe2+B中固體可能有Fe3O4和Fe,Fe將Fe3+全部還原為Fe2+。
探究三：某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)用硬質(zhì)玻璃管B中固體制備Fe3O4納米材料的流程示意圖如圖3所示：
已知：①濁液B中鐵元素以FeOOH形式存在；
②在操作I中，相同條件下測(cè)得Fe3O4的產(chǎn)率與R（R=n（+3Fe）n（+2Fe））的關(guān)系如圖4所示。
（4）在濾液A轉(zhuǎn)化為濁液B反應(yīng)完成后需再加熱一段時(shí)間除去剩余H2O2，目的是 加熱使其分解除去，防止其在步驟⑤中繼續(xù)氧化+2價(jià)鐵元素加熱使其分解除去，防止其在步驟⑤中繼續(xù)氧化+2價(jià)鐵元素。
（5）設(shè)濁液B中FeOOH的物質(zhì)的量為amol,濾液A中的鐵元素的物質(zhì)的量為bmol。為使Fe3O4的產(chǎn)率最高，則ab=0.6360.636。（填數(shù)值，保留3位有效數(shù)字）
高溫
高溫
n
（
+
3
F
e
）
n
（
+
2
F
e
）
a
b
【答案】3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2；除去H2中的水蒸氣，防止E的玻璃管破裂；稀硫酸；酸性KMnO4溶液褪色；B中固體可能有Fe3O4和Fe，F(xiàn)e將Fe3+全部還原為Fe2+；加熱使其分解除去，防止其在步驟⑤中繼續(xù)氧化+2價(jià)鐵元素；0.636
高溫
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/5/23 20:38:36組卷：86引用：3難度：0.5
相似題
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1．如圖是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行二氧化硫制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的組合裝置，部分固定裝置未畫(huà)出。
（1）在組裝好裝置后，若要檢驗(yàn)A～D裝置的氣密性，其操作是首先，然后往D中裝入水，然后微熱A，觀察到D中有氣泡冒出，移開(kāi)酒精燈或松開(kāi)雙手，D中導(dǎo)管有水柱形成且高度保持不變，說(shuō)明裝置氣密性良好。
（2）裝置D中盛放NaOH溶液的作用是。
（3）關(guān)閉彈簧夾1后，打開(kāi)彈簧夾2，殘余氣體進(jìn)入E、F、G中，能說(shuō)明I-還原性弱于SO2的現(xiàn)象為；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。
（4）為了驗(yàn)證E中SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取E中的溶液，往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。上述方案是否合理？（填“合理”或“不合理”），原因是。
（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中G中含酚酞的NaOH溶液逐漸褪色，此實(shí)驗(yàn)證明SO2具有漂白性還是其溶于水顯酸性？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：。發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：23引用：2難度：0.5 -
2．某同學(xué)為探究元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，設(shè)計(jì)了如下系列實(shí)驗(yàn)。
Ⅰ．（1）將鈉、鉀、鎂、鋁各1mol分別投入到足量的同濃度的鹽酸中，試預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與鹽酸反應(yīng)最劇烈，與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體最多。（填元素符號(hào)）
（2）向Na2S溶液中通入氯氣出現(xiàn)黃色渾濁，可證明Cl的非金屬性比S強(qiáng)，反應(yīng)的離子方程式為：。
Ⅱ．利用如圖裝置可驗(yàn)證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律
（1）儀器A的名稱為。
（2）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有藥品：①稀鹽酸 ②稀硝酸 ③Na2SiO3溶液 ④Na2CO3固體，請(qǐng)選擇合適藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 N、C、Si的非金屬性的變化規(guī)律；裝置A、B中所裝藥品分別為、。（填序號(hào)）但有同學(xué)認(rèn)為該裝置有缺陷，如何改進(jìn)？。發(fā)布：2024/12/30 14:30:1組卷：18引用：2難度：0.5 -
3．某化學(xué)興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)，用圖裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為．
（2）裝置B 的作用是貯存多余的氣體，B中廣口瓶?jī)?nèi)應(yīng)盛放的液體是（填序號(hào)）
①水 ②酸性KMnO4 ③Na2CO3溶液 ④飽和的NaHSO3溶液
（3）裝置C和D 中產(chǎn)生的現(xiàn)象相同，但原因卻不同．用離子方程式和必要的文字解釋C中溶液褪色的原因
（4）裝置D中試管口塞一團(tuán)棉花，棉花中應(yīng)浸有一種液體，這種液體是．
（5）實(shí)驗(yàn)完畢，待A中燒瓶?jī)?nèi)液體冷卻后，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入少量的蒸餾水稀釋，溶液為藍(lán)色．為了證明藍(lán)色只與Cu2+有關(guān)，而與其它離子無(wú)關(guān)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，其中對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臎](méi)有意義的是（填序號(hào)）
①觀察稀H2SO4 溶液呈無(wú)色 ②觀察CuSO4 粉末呈白色 ③稀釋CuSO4溶液，溶液藍(lán)色變淺 ④往CuSO4溶液中加入足量NaOH溶液，生成藍(lán)色沉淀，過(guò)濾，濾液呈無(wú)色⑤往CuSO4溶液中加入足量BaCl2的溶液，生成白色沉淀，過(guò)濾，濾液仍顯藍(lán)色
發(fā)布：2024/12/30 14:30:1組卷：11引用：2難度：0.7
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