Question

某化學(xué)興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)來探究煉鐵的原理，裝置如下圖a所示．請(qǐng)回答有關(guān)問題

（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)

 

（填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”），目的是

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象為

 

，反應(yīng)方程式為

 

．
（3）在一定條件下，除CO外，還有哪些物質(zhì)可以還原Fe₂O₃

 

（請(qǐng)寫一物質(zhì)的化學(xué)式）．
（4）為測(cè)定某赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（赤鐵礦石的主要成分是Fe₂O₃），該興趣小組利用圖b裝置，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案（裝置氣密性良好；赤鐵礦粉中雜質(zhì)不參與反應(yīng)；假設(shè)赤鐵礦粉樣品中的Fe₂O₃完全反應(yīng)）：
①取礦物樣品并稱量該樣品的質(zhì)量；     ②測(cè)出反應(yīng)前試管B和管內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量；
③測(cè)出反應(yīng)后試管B和管內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量； ④計(jì)算出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
某同學(xué)認(rèn)為：該實(shí)驗(yàn)方案并不一定能準(zhǔn)確測(cè)出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，理由是

 

，因此，該同學(xué)建議將試管B中澄清石灰水換成

 

濃溶液．
不改變裝置和藥品，你還可以通過測(cè)定

 

等數(shù)據(jù)，再通過計(jì)算得出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（5）為防止實(shí)驗(yàn)中尾氣對(duì)大氣的污染，請(qǐng)寫出處理尾氣的一種方法

 

．

Answer 1

分析：（1）可燃性的氣體和助燃性的氣體混合 點(diǎn)燃時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸；
（2）根據(jù)反應(yīng)物生成物以及反應(yīng)條件確定方程式及反應(yīng)現(xiàn)象．
（3）具有還原性的物質(zhì)有氫氣、碳、一氧化碳；
（4）要測(cè)定礦物中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量或是反應(yīng)前后固體物質(zhì)的質(zhì)量差來進(jìn)行計(jì)算．
（5）一氧化碳有毒，須進(jìn)行尾氣處理；

解答：解：（1）一氧化碳具有可燃性和氧氣混合在點(diǎn)燃的條件下會(huì)發(fā)生爆炸，故答案為：先通CO再加熱、排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸，
（2）一氧化碳還原氧化鐵在加熱的條件下生成鐵和二氧化碳，氧化鐵是紅色粉末，鐵是黑色的粉末，故答案為：紅棕色固體逐漸變成黑色，3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂．
（3）H₂或C或一氧化碳都具有還原性；故答案為：H₂或C．
（4）石灰水是氫氧化鈣的水溶液，氫氧化鈣是微溶于水的物質(zhì)，故所含的溶質(zhì)少，不一定能將生成的二氧化碳全部吸收，所以不一定能準(zhǔn)確測(cè)出礦物中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定反應(yīng)前后固體物質(zhì)的質(zhì)量差進(jìn)行計(jì)算；故答案為：生成的二氧化碳?xì)怏w不一定被石灰水完全吸收、氫氧化鈉、反應(yīng)前玻璃管內(nèi)樣品質(zhì)量和反應(yīng)后玻璃管內(nèi)剩余固體的質(zhì)量
（5）由于一氧化碳有毒，必須進(jìn)行尾氣處理，根據(jù)一氧化碳的性質(zhì)可確定尾氣處理的方法；故答案為：點(diǎn)燃或收集

點(diǎn)評(píng)：本題考查的是金屬鐵的冶煉，可以依據(jù)課本已有知識(shí)作出回答，在涉及到礦物中氧化鐵的含量測(cè)定時(shí)，必須注意測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，排除干擾因素．