固体粉末X由Fe2O3、CuO组成．某研究性学习小组选用图1中装置（夹持仪器已略去，实验前均已检查装置气密性）探究X与过量炭粉发生反应时，除生成CO2外，是否还有其他气体产物．请回答：

Question

固体粉末X由Fe₂O₃、CuO组成．某研究性学习小组选用图1中装置（夹持仪器已略去，实验前均已检查装置气密性）探究X与过量炭粉发生反应时，除生成CO₂外，是否还有其他气体产物．

请回答：
（1）若按甲→丙→丁的顺序连接装置，则___（填上图装置代号）装置中的仪器和试剂需称量．开始反应，气体经充分吸收后，分析数据发现，消耗碳、氧元素的质量大于生成CO₂的质量，可能的原因除产生了CO₂外的其他气体产物，还可能是___．
（2）为使实验测得的数据更能准确说明问题，一些同学按乙→丁→戊的顺序连接装置进行实验，并且加热前先通一会儿氮气，停止加热后再通一会儿氮气．停止加热后再通一会儿氮气的原因是___．
（3）以上两套装置均存在的同样的明显缺陷是___．
（4）该小组同学设计实验（如图2）将X进行转化（每一步均反应完全）：

①生成气体B的化学方程式是___．
②将固体D投入过量稀硫酸并充分反应后，过滤，再向滤液加入双氧水，得黄色溶液．写出当加入双氧水时溶液中发生反应的离子方程式：___．
③若已知固体X的质量为7.2g，反应中Al粉的质量是2.7g，气体B在标准状况下的体积为672mL，则固体D的质量是___g．

Answer 1

（1）分析数据发现，消耗碳、氧元素的质量大于生成CO₂的质量，则需要称量反应前X和炭粉质量，反应后X和炭粉质量，前后质量差为减少的碳和氧元素的质量，反应生成二氧化碳的质量则可根据氢氧化钠增重得到；
因按甲→丙→丁的顺序连接装置，故需称量的装置为：甲、丁；根据质量守恒，消耗碳、氧元素的质量等于装置甲+装置丙+装置丁中二氧化碳的质量，装置甲和丙中有二氧化碳没有进入丁装置被氢氧化钠溶液吸收，故测得消耗碳、氧元素的质量大于生成CO₂的质量，
故答案为：甲、丁；生成CO₂气体残留在装置中；
（2）如果不排尽空气，那么空气中的氧气会与炭粉反应影响反应后生成气体的组成，所以利用稳定的氮气排空气，最后确保生成的二氧化碳完全吸收，反应后还要赶出所有的CO₂，停止加热，装置内温度降低，压强变小，易发生倒吸现象，通入氮气可防止倒吸，
故答案为：将装置中残留的CO₂气体吹出；防止溶液发生倒吸；
（3）气体制备或性质实验，要有尾气处理装置，此实验中，过量的炭粉和二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳有毒，可污染空气，必须有尾气处理装置，故答案为：无尾气处理装置；
（4）Fe₂O₃、CuO和铝在高温下发生铝热反应生成铁、铜和氧化铝，故固体A可能为铁、铜和氧化铝的混合物，加入足量氢氧化钠，有气体产生，铁、铜和氢氧化钠不反应，故A中还有剩余铝，故铝热反应中铝过量，X全部被还原，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，固体D为铁和铜的混合物，在铁和铜中加入过量稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不反应，生成的亚铁离子具有还原性，可被过氧化氢氧化，
①根据以上分析，铝热反应中铝过量，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的方程式为：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO+3H₂↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO+3H₂↑；
②固体D为铁和铜的混合物，在铁和铜中加入过量稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不反应，生成的亚铁离子具有还原性，可被过氧化氢氧化，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
③气体B为氢气，在标准状况下的体积为672mL，则物质的量为：(0.672L)/(22.4L/mol)=0.03mol，根据反应方程式：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO+3H₂↑可知，和氢氧化钠反应的铝为：0.02mol，参与铝热反应的铝为：(2.7g)/(27g/mol)-0.02mol=0.08mol，形成氧化铝结合氧为：0.08mol×(3)/(2)=0.12mol，氧化铝中氧全来自X，故X中铁和铜的质量为：7.2g-0.12mol×16g/mol=5.28g，故答案为：5.28．