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

Question

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Fe2O3Fe3O4FeO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图的实验，该实验中，小明加入的溶液是______；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）

Answer 1

（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：

56

2

＝

X

0.2g

解得X=5.6g，则该黑色粉末A中铁的质量分数是

5.6g

8g

×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%