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4. (2023·广州)某小组采用图甲所示实验装置探究CO还原$Fe_2O_3$时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是$Fe_3O_4$，并查阅了资料：$Fe_3O_4$可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是$HCOOH \xlongequal[△]{浓硫酸} CO↑ + H_2O$(HCOOH在常温下为液态)，图乙所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是
(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成$Fe_3O_4$是合理的，理由是
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有$Fe_3O_4$和Fe。检验的操作和现象：取样于试管中，
(4)该小组为了探索CO还原$Fe_2O_3$与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图丙。
①用CO炼铁时，还原$Fe_2O_3$的温度应不低于
②图中：$x$=
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：
(1)制备CO的原理是$HCOOH \xlongequal[△]{浓硫酸} CO↑ + H_2O$(HCOOH在常温下为液态)，图乙所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是
C
(填序号)。(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为
3CO + Fe₂O₃ $\xlongequal{高温}$ 2Fe + 3CO₂
。(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成$Fe_3O_4$是合理的，理由是
反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变
。②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有$Fe_3O_4$和Fe。检验的操作和现象：取样于试管中，
滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解
。(4)该小组为了探索CO还原$Fe_2O_3$与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图丙。
①用CO炼铁时，还原$Fe_2O_3$的温度应不低于
800
(填“400”、“600”或“800”)℃。②图中：$x$=
33.6
。③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：
4FeO
=$Fe_3O_4$+Fe
。答案
4. (1)C (2)3CO + Fe₂O₃ $\xlongequal{高温}$ 2Fe + 3CO₂ (3)①反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变 ②滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解 (4)①800 ②33.6 ③4FeO Fe
