Question

工業(yè)上常用CO還原氧化鐵來(lái)冶煉生鐵．請(qǐng)你一起參與以下探究：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為aCO+Fe₂O₃bFe+3CO₂，
其中a=______，b=______．
（2）已知一氧化碳是一種劇毒、難溶于水、密度比空氣略小的
氣體．實(shí)驗(yàn)室收集一氧化碳時(shí)，常用排水法而不用排空氣法，
其主要原因是______．若想用右圖所示裝置
收集一氧化碳，則氣體應(yīng)從______端通入瓶中．
（3）由于一氧化碳有劇毒容易造成空氣污染，因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)對(duì)尾氣進(jìn)行處理，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩套尾氣處理裝置：

①寫(xiě)出圖中有標(biāo)號(hào)儀器的名稱(chēng)a______、b______；
②選擇圖A處理尾氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃______（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）處的b儀器．圖B與圖A所示的尾氣處理方法相比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是______；
③興趣小組的同學(xué)通過(guò)查閱資料得知：常溫下，CO能與氯化鈀（PdCl₂）溶液反應(yīng)．于是他們選擇了將尾氣直接通入氯化鈀溶液中對(duì)尾氣進(jìn)行處理．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+2HCl+R，其中R的化學(xué)式為_(kāi)_____．此法與上述方法相比除了具有圖B比圖A所示方法的優(yōu)點(diǎn)外，從實(shí)驗(yàn)角度看它還有的優(yōu)點(diǎn)是____________（寫(xiě)出一點(diǎn)合理答案即可）；
④你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)中，還可以用______方法來(lái)處理尾氣．
⑤煉鐵中除了一氧化碳會(huì)造成空氣污染外，鐵礦石中的有害元素也會(huì)給環(huán)境造成一定的污染．你認(rèn)為下列鐵礦石中最不適宜選擇用來(lái)煉鐵的是______（選填序號(hào)）．
A．赤鐵礦（主要成分Fe₂O₃）  B．磁鐵礦（主要成分Fe₃O₄）  C．黃鐵礦（主要成分FeS₂）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式的配平方法，可以得出化學(xué)方程式中化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)．
（2）由已知條件可知一氧化碳有毒，釋放到空氣中會(huì)污染空氣；若用由圖所示裝置收集一氧化碳，必須用一氧化碳將瓶中的水排出，才能將一氧化碳?xì)怏w留在瓶中．
（3）①只有熟悉常見(jiàn)儀器的名稱(chēng)和圖形，才能正確解答本小題；②兩處酒精燈的點(diǎn)燃順序是由一氧化碳的可燃性和毒性來(lái)決定的；裝置B的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)從能源利用和消耗酒精的角度來(lái)回答；③R的化學(xué)式可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式得出；還有的優(yōu)點(diǎn)可以從用到儀器的多少、操作的難易和安全程度等方面回答；④尾氣的處理原理一般為暫時(shí)收集、過(guò)后集中處理和轉(zhuǎn)化處理．可以從原理的角度考慮處理措施；⑤明確了礦石中的有害元素就可以得到本題的答案．
解答：解：（1）該反應(yīng)方程式aCO+Fe₂O₃bFe+3CO₂根據(jù)配平后變成3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂．
因此a=3，b=2．
（2）實(shí)驗(yàn)室收集一氧化碳時(shí)，常用排水法而不用排空氣法的主要原因是一氧化碳有毒，污染空氣．
要使一氧化碳?xì)怏w留在瓶中，必須將瓶中的水排出，因此應(yīng)從短管的b端通入一氧化碳?xì)怏w，由于氣體的密度比水小，因此會(huì)聚集在瓶中水的上方，隨著氣體的通入，氣體壓強(qiáng)增大，對(duì)水的壓力增大到一定程度時(shí)，水會(huì)在氣體壓力的作用下由長(zhǎng)管的a端排出．從而使一氧化碳留在瓶中．
（3）①根據(jù)常見(jiàn)儀器的名稱(chēng)和圖形可知：a是鐵架臺(tái)，b是酒精燈．
②若先點(diǎn)Ⅰ處的酒精燈，由于一氧化碳具有可燃性，通入的一氧化碳與玻璃管內(nèi)的熱空氣混合，可能會(huì)發(fā)生爆炸，因此不能先點(diǎn)燃Ⅰ處的酒精燈，必須先點(diǎn)燃Ⅱ處的酒精燈．
兩裝置相比，裝置B比A能充分利用未參加反應(yīng)的一氧化碳，減少了酒精的消耗，因此裝置B比A的主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用能源、節(jié)省酒精．
③由化學(xué)方程式CO+PdCl₂+H₂O=Pd↓+2HCl+R可知：方程式的左邊有1個(gè)碳原子、2個(gè)氧原子、1個(gè)鈀原子、2個(gè)氯原子和2個(gè)氫原子，右邊有1個(gè)鈀原子、2個(gè)氯原子、2個(gè)氫原子和1個(gè)R分子．
因此1個(gè)R分子含有1個(gè)碳原子和2個(gè)氧原子，所以R的化學(xué)式為CO₂．
此法與上述方法相比除了具有圖B比圖A所示方法的優(yōu)點(diǎn)外，從實(shí)驗(yàn)角度看它還有的優(yōu)點(diǎn)是用的儀器少、操作簡(jiǎn)單、安全．
④尾氣的處理原理一般為暫時(shí)收集、過(guò)后集中處理和轉(zhuǎn)化處理．上述的三種方法都是將一氧化碳轉(zhuǎn)化成無(wú)毒、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的物質(zhì)，因此可以從暫時(shí)收集和過(guò)后集中處理的角度考慮處理措施．如用氣球?qū)⑽矚馐占�起�?lái)等．
⑤鐵礦石中含有的硫、磷、砷等，冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境和對(duì)人體有害的物質(zhì)．在三個(gè)選項(xiàng)中，只有黃鐵礦中含有害元素硫，因此選C．
故答案為：
（1）3；2．
（2）一氧化碳有毒，污染空氣；b．
（3）①鐵架臺(tái)；酒精燈．
②Ⅱ；充分利用能源、節(jié)省酒精．
③CO₂；用的儀器少、操作簡(jiǎn)單、安全．
④氣球收集尾氣．
⑤C．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)方程式的配平、一氧化碳的毒性、氣體的收集和尾氣的處理等，難度較大．