將Fe₂O₃和純凈的碳粉混合，平鋪在反應管a中，在錐形瓶b盛有足量澄清石灰水按圖連接儀器。實驗開始時緩慢通入氮氣過一段時間后，加熱反應管觀察到管內發生劇烈反應同時，瓶中的溶液出現白色沉淀待反應完成后停止加熱仍繼續通入氮氣直至反應管冷卻。此時，管內的混合物變成黑色粉末。回答問題：
（1）取少量固體溶于足量的稀硫酸，發現有大量的氣泡產生，若同時出現

固體全部溶解

固體全部溶解

的現象，則生成的黑色固體全部是鐵。
（2）實驗中通入的氣體是純凈干燥的氮氣，不用空氣的主要原因是

空氣中含有氧氣會將生成的鐵氧化

空氣中含有氧氣會將生成的鐵氧化

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（3）停止加熱前是否需要斷開和b的連接處？為什么？

不需要，因為氮氣不斷通入，b瓶中的溶液不會倒吸入a瓶

不需要，因為氮氣不斷通入，b瓶中的溶液不會倒吸入a瓶

（4）本實驗的尾氣是否需要處理？如需處理，請回答如何處理，如不需處理，說明理由

需處理，因尾氣中有CO，在尾氣氣出口加一個點燃的酒精燈

需處理，因尾氣中有CO，在尾氣氣出口加一個點燃的酒精燈

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（5）合成氨工業中使用的催化劑鐵觸媒的成分可表示為xFeO?yFe₂O₃（其中FeO與Fe₂O₃質量比為27：20）。若用40gFe₂O₃通過該實驗制備出37.6g鐵觸媒，反應中消耗的純凈碳粉的質量范圍是

0.9g～1.8g

0.9g～1.8g

，x：y=

3：1

3：1

。