9. (2026·淮安期末)铁在生产、生活中应用广泛。
(一)铁及其性质
(1) 下图是铁在元素周期表中的信息以及铁的原子结构示意图。下列有关说法正确的是(填字母)。

A. $x=2$
B. 1个铁原子含有26个中子
C. 铁元素的相对原子质量为55.85 g
D. $\ce{Fe^{2+}}$通过失去电子可以转化为$\ce{Fe^{3+}}$
(2)生活中我们见到的下水井盖是由生铁铸造而成,推测其可能具有的性质。
(3)从机械加工废料中得到的铜屑里常混有少量铁屑,为了实现铜的提纯回收,请设计完整的实验方案:将固体样品置于烧杯中,,低温干燥。(可选用的试剂:稀硫酸溶液、$\ce{ZnSO_{4}}$溶液、$\ce{AgNO_{3}}$溶液、蒸馏水)
(二)铁制品的防护
(4)某地出土铁制品的锈蚀产物主要成分为$\ce{Fe_{3}O_{4}}$、$\ce{Fe_{2}O_{3}·H_{2}O}$、$\ce{FeOOH}$、$\ce{FeOCl}$等。说明铁器在含有$\ce{O_{2}}$、和食盐等环境中容易被腐蚀。
(5)化学修复出土铁器通过形成保护层($\ce{Fe_{3}O_{4}}$)来防止锈蚀,推测$\ce{Fe_{3}O_{4}}$结构特点:。
(三)铁的冶炼
兴趣小组同学按下图(夹持与加热装置已省略)进行实验室模拟炼铁。操作如下:检查下图装置的气密性后打开两侧止水夹,将注射器1中的$\ce{CO_{2}}$缓缓推入至澄清石灰水变浑浊;关闭两侧止水夹,用喷火枪依次加热木炭和氧化铁。

(6)加热前需通$\ce{CO_{2}}$至烧杯中澄清石灰水变浑浊的目的是。
(7)实验中观察到B处固体的现象是。
(8)实验过程中,需要交替推拉注射器2和3,其作用是使反应更充分和。
(9)兴趣小组同学在模拟炼铁的过程中,对一定质量的氧化铁进行加热,通过热重分析仪测定反应过程中固体质量的变化,如下图所示。

已知:用$\ce{CO}$还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$的过程大致分为三个阶段。
阶段1:$\ce{3Fe_{2}O_{3} + CO\xlongequal{500\ °C ～ 600\ °C} 2Fe_{3}O_{4} + CO_{2}}$
阶段2:$\ce{Fe_{3}O_{4} + CO\xlongequal{600\ °C ～ 700\ °C} 3FeO + CO_{2}}$
阶段3:$\ce{FeO + CO\xlongequal{＞700\ °C} Fe + CO_{2}}$
图中M点对应$a$的数值为。

9. (1) AD
(2) 硬度大(或耐磨、耐腐蚀)
(3) 加入足量的稀硫酸,充分反应后过滤,洗涤
(4) $\ce{H_{2}O}$
(5) 结构致密、坚固
(6) 排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸,同时避免氧气干扰实验
(7) 红棕色固体逐渐变为黑色
(8) 收集尾气(或防止装置内压强过大)
(9) 18.0
提示:(9) 由图可知,最终剩余固体质量为$14.0\ \mathrm{g}$,这是阶段3完全反应后得到的铁的质量。$M$点对应的温度在$600\ °C ～700\ °C$,对应阶段2的反应,在$M$点,阶段1已完成,阶段2恰好完全反应,此时固体全部为$\ce{FeO}$;根据铁元素守恒,生成的$\ce{FeO}$中所含铁元素的质量等于最终生成的铁单质的质量,则$\ce{FeO}$的质量为$\dfrac{14.0\ \mathrm{g}}{\dfrac{56}{72}× 100\%}=18.0\ \mathrm{g}$,即$a$的数值为$18.0$。