Question

17．河北遷安以鋼鐵為主要產(chǎn)業(yè)，某化學(xué)興趣小組用如圖a所示裝置探究煉鐵的原理．請(qǐng)回答有關(guān)問題：

（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先加熱再通CO（選填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”），目的是排凈玻璃管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合發(fā)生爆炸．
（2）試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先停止加熱（選填“先停止加熱”或“先停止通CO”），目的是防止再次被氧化灼熱的鐵．
（3）玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象為紅色粉末變黑；反應(yīng)方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）高爐煉鐵中的焦炭也具有還原性，但實(shí)際上煉鐵主要利用了CO的性質(zhì)，其原因是一氧化碳具有流動(dòng)性，能與鐵礦石充分接觸．焦炭的作用提供熱量、產(chǎn)生一氧化碳．
（5）在工業(yè)生產(chǎn)中，企業(yè)要測(cè)定礦石的品味（即主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），該興趣小組利用如圖b裝置，設(shè)計(jì)了實(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)）；他們通過測(cè)定反應(yīng)前后玻璃管中固體質(zhì)量的變化等數(shù)據(jù)，再通過計(jì)算可以得出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（6）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在裝置的末端加一個(gè)燃著的酒精燈．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)一氧化碳易可燃，容易發(fā)生爆炸考慮；
（2）根據(jù)灼熱的鐵能與氧氣反應(yīng)分析回答；
（3）根據(jù)在高溫條件下一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)分析回答；
（4）根據(jù)一氧化碳是氣體能與鐵礦石成分接觸和碳的性質(zhì)分析回答；
（5）根據(jù)在高溫條件下一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)分析回答；
（6）根據(jù)尾氣中含有一氧化碳有毒能污染空氣分析回答．

解答 解：（1）因?yàn)橐谎趸�碳具有可燃性，能和氧氣混合在點(diǎn)燃的條件下會(huì)發(fā)生爆炸，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先加熱再通CO，目的是排凈玻璃管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合發(fā)生爆炸．
（2）試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先停止加熱，目的是防止再次被氧化灼熱的鐵．
（3）紅色的氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)能生成鐵和二氧化碳，所以玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象是紅色粉末變黑，其化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）高爐煉鐵中的焦炭也具有還原性，但實(shí)際上煉鐵主要利用了CO的性質(zhì)，其原因是一氧化碳具有流動(dòng)性，能與鐵礦石充分接觸．由于談成分燃燒生成了二氧化碳，放出了大量的熱，二氧化碳能與碳反應(yīng)生成了一氧化碳，所以焦炭的作用提供熱量、產(chǎn)生一氧化碳．
（5）在工業(yè)生產(chǎn)中，企業(yè)要測(cè)定礦石的品味（即主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），該興趣小組利用如圖b裝置，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案（裝置氣密性良好；赤鐵礦粉中雜質(zhì)不參與反應(yīng)；假設(shè)赤鐵礦粉樣品中的Fe₂O₃完全反應(yīng)）；他們通過測(cè)定反應(yīng)前后玻璃管中固體質(zhì)量的變化等數(shù)據(jù)，再通過計(jì)算可以得出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（6）為防止實(shí)驗(yàn)中尾氣對(duì)大氣的污染，處理尾氣的一種方法是：在裝置的末端加一個(gè)燃著的酒精燈．
故答案為：
（1）先通CO再加熱；排凈玻璃管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合發(fā)生爆炸；
（2）先停止加熱，防止再次被氧化灼熱的鐵
（3）紅色粉末變黑；3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）一氧化碳具有流動(dòng)性，能與鐵礦石充分接觸，提供熱量、產(chǎn)生一氧化碳；
（5）反應(yīng)前后玻璃管中固體質(zhì)量的變化；
（6）在裝置的末端加一個(gè)燃著的酒精燈．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)和污染及能源的再利用，難度稍大．