实验室采用简易装置模拟工业炼铁原理，实验装置如图，实验步骤如下：①按图连接好装置，检查装置气密性．②称取0.2000gFe2O3于石英试管中，点燃I处酒精灯，缓慢滴入甲醇．③在完成某项

Question

实验室采用简易装置模拟工业炼铁原理，实验装置如图，实验步骤如下：


①按图连接好装置，检查装置气密性．
②称取0.2000gFe₂O₃于石英试管中，点燃I处酒精灯，缓慢滴入甲醇．
③在完成某项操作后，点燃另外两处酒精灯．
④30min后停止加热，关闭弹簧夹．
⑤待产物冷却至室温后，收集产物．
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯（金属网罩可以集中火焰、提高温度）和酒精喷灯加热的产物．
请回答下列问题：
（1）制备CO的原理是利用甲醇（HCOOH）在浓硫酸加热条件下的分解制得，写出该反应的化学方程式___；
（2）实验步骤③应在___后，先点燃___（填“II”或“III”）处酒精灯；
（3）实验步骤⑤产物冷却至室温时应注意___；
（4）已知FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄中氧元素的质量分数分别为：22.2%、30%、27.6%．利用能谱分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表：分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物，其中酒精灯加热所得产物的组成最多有___种；

加热方式	产物元素组成	各元素的质量分数/%
		Fe	O
酒精灯	Fe和O	74.50	25.50
带网罩酒精灯	Fe和O	76.48	23.52
酒精喷灯	Fe	100.00	0.00

（5）通过进一步的仪器分析测出前两种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe₃O₄和Fe，用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe．请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe₃O₄和Fe的质量比为___：1（要求保留整数）；
（6）通过查资料获取如下信息：I．酒精灯平均温度为600℃，加网罩酒精灯平均温度为700℃，酒精灯平均温度为930℃．II．资料指出当反应温度高于710，Fe能稳定存在，680℃～710℃之间，FeO稳定存在，低于680℃，则主要是Fe₃O₄，试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是___；生成Fe的过程中发生的所有反应的化学方程式___．

Answer 1

（1）在浓硫酸加热条件下，HCOOH分解可得CO，根据质量守恒可知另一个产物为水，反应的化学方程式为：HCOOH

浓硫酸

△

CO↑+H₂O；
故答案为：分液漏斗；HCOOH

浓硫酸

△

CO↑+H₂O；
（2）CO与氧气混合加热易爆炸，所以点燃前要检验纯度，则实验步骤③某项操作是指检验CO纯度；为了排净装置内的空气，以免点燃酒精灯发生爆炸，所以要先通入一氧化碳气体，而一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，应将其点燃处理，所以实验步骤③后要先点燃II处的酒精灯；
故答案为：检验CO纯度；II；
（3）为防止氧化铁的还原成产物在温度较高时与空气中的氧气反应，实验步骤⑤产物冷却至室温时应注意继续通入一氧化碳或隔绝空气，
故答案为：继续通入CO（或隔绝空气）；
（4）Fe、FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄中Fe元素的百分含量分别为100%、77.8%、70%、72.4%，酒精灯加热所得产物中Fe元素的百分含量为74.50%，混合物中至少有一个Fe元素含量大于74.50%，至少有一个Fe元素含量小于74.50%，故混合物中一定有Fe和FeO中的至少一种，也一定有Fe₂O₃和Fe₃O₄中的一种，
两种物质混合的有Fe和Fe₂O₃，Fe和Fe₃O₄，FeO和Fe₂O₃，FeO和Fe₃O₄ 共4种组合，
三种物质混合的有Fe、Fe₂O₃和Fe₃O₄，FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄，Fe₂O₃、Fe和FeO，Fe₃O₄、Fe和FeO共4种组合，
四种物质混合的有Fe、FeO、Fe₂O₃和e₃O₄只有1种，共9种组合；
故答案为：9；
（5）根据酒精灯加热得到的产物为Fe₃O₄和Fe，且铁元素的百分含量为74.50%，设Fe₃O₄的质量为x，Fe的质量为y，则(x×(168)/(232)+y)/(x+y)×100%=74.50%，
解得：(x)/(y)=12：1；
故答案为：12；
（6）当反应温度高于710℃，Fe能稳定存在，酒精灯的火焰平均600度，不可能达到铁稳定存在的温度，但是，在实际操作过程中，由于受热及散热的问题，长时间集中加热会出现局部温度较高的现象，达到还原生成铁所需要的温度，在加热的条件下，生成Fe的过程中发生：3Fe₂O₃+CO(△.)/()2Fe₃O₄+CO₂，Fe₃O₄+CO(△.)/()3FeO+CO₂，Fe₂O₃+3CO(△.)/()2Fe+3CO₂，
故答案为：长时间集中加热使局部温度达到还原生成铁所需要的温度；3Fe₂O₃+CO(△.)/()2Fe₃O₄+CO₂，Fe₃O₄+CO(△.)/()3FeO+CO₂，Fe₂O₃+3CO(△.)/()2Fe+3CO₂．