Question

圖1甲圖是利用一氧化碳與氧化鐵反應裝置示意圖，圖1乙是高爐煉鐵示意圖．請回答下列問題：（A處為澄清石灰水）

（1）甲圖實驗過程中，先要進行的是______（填Ⅰ或Ⅱ）．Ⅰ：加熱Ⅱ：通入CO
（2）甲圖中硬質玻璃管里發生反應的現象是______，觀察到A處出現的現象是______，其中發生的化學反應方程式是______．
（3）甲圖中實驗要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈，其作用是______；其中發生的化學反應方程式是______．
（4）乙圖中高爐煉鐵時焦炭的作用是______．
（5）為什么乙圖中出鐵口低于爐渣出口？______．
（6）化學興趣小組的同學為了測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數．
某同學取一定質量的赤鐵礦粉與過量的木炭粉混合后，用圖2所示裝置以合理的操作步驟測定（氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體）．
①實驗中持續通入干燥氮氣．加熱前緩緩通入一段時間，其作用是______．
②停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸？為什么？______．
（7）試計算：我國鐵礦石資源比較豐富，某鋼鐵廠用1000t 含氧化鐵80% 的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96% 的生鐵的質量是多少？（保留一位小數）

Answer 1

解：（1）為了趕凈裝置中的空氣，應該先通一氧化碳再點燃酒精噴燈，若在實驗前未趕裝置中的空氣，容易發生爆炸；故答案為：Ⅱ；
（2）一氧化碳還原氧化鐵的同時生成鐵和二氧化碳，所以在硬質玻璃管里發生反應的現象是：紅色固體變成黑色；觀察到A處出現的現象是：澄清石灰水變渾濁；其中發生的化學反應方程式是：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂0；故答案為：紅色固體變成黑色；石灰水變渾濁；Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂0；
（3）因為一氧化碳有毒，不能直接排到大氣中，可以用點燃的方法除去一氧化碳，所以甲圖中實驗要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈，其作用是：點燃一氧化碳，防止污染空氣；其中發生的化學反應方程式是：2CO+O₂2CO₂；故答案為：點燃一氧化碳，防止污染空氣；2CO+O₂2CO₂；
（4）煉鐵要用到焦炭，它有兩個作用，煉鐵需要高溫，一方面焦炭在燃燒的過程中能放出大量的熱，另一方面煉鐵還需要一氧化碳，焦炭又可以把剛生成的二氧化碳還原為一氧化碳；故答案為：①提供熱量、產生高溫；②生成還原劑CO；
（5）因為生鐵密度大于爐渣密度，所以乙圖中出鐵口低于爐渣出口；故答案為：因為生鐵密度大于爐渣密度；
（6）①利用氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體，增重的質量就是二氧化碳的質量，為排除空氣中二氧化碳的干擾，所以通入干燥氮氣，故答案為：排凈空氣，防止干擾實驗的測定；
②停止加熱前不需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸，因為實驗中要持續通入氮氣；故答案為：不需要，因為實驗中要持續通入氮氣；
（7）設理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為x．
Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
160 112
1000t×80% 96%x
=
x=583.3t
答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為583.3t．
分析：（1）根據一氧化碳與三氧化二鐵的操作步驟分析即可；
（2）根據一氧化碳與三氧化二鐵的反應原理、現象分析即可；
（3）根據CO有毒的性質分析即可；
（4）根據焦炭的反應分析作用；
（5）結合生鐵與爐渣的密度分析即可；
（6）①根據實驗的目的和空氣的成分分析；
②根據壓強的變化分析；
（7）根據氧化鐵的質量求出純鐵的質量，再換算出生鐵的質量．
點評：本題主要考查了一氧化碳還原氧化鐵及計算、其高爐煉鐵等方面的內容；實驗室中用一氧化碳還原氧化鐵制鐵的過程中，一定要注意實驗操作的先后順序，注意實驗前先通一氧化碳再點燃酒精噴燈，實驗結束后先熄滅酒精噴燈再停止通一氧化碳；考查含雜質物質的化學方程式的計算，注意代入方程式計算的必須是純物質的質量是正確解答此類題的關鍵．