Question

（2011?白下區(qū)二模）鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過程，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來．一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為______ 2Fe+3CO₂

Answer 1

【答案】分析：熟記一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)式；
【提出問題】熟記碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)式；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】②根據(jù)可燃性氣體與空氣混合加熱時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)考慮；
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】根據(jù)氧化鐵是紅色，鐵粉是黑色分析判斷現(xiàn)象；
【交流與反思】根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成后還要考慮分離出所要得到的物質(zhì)考慮；
【完善實(shí)驗(yàn)】根據(jù)澄清石灰水可以檢驗(yàn)二氧化碳、氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以還原氧化銅并生成二氧化碳?xì)怏w考慮；
【拓展延伸】（1）認(rèn)真分析其原理，利用大氣壓強(qiáng)的知識(shí)來解釋檢驗(yàn)裝置氣密性的方法；
（2）為使測得的氣體體積更精確，記錄c中液面刻度時(shí)，除使視線與凹液面的最低處相平外，還應(yīng)d處觀察上升的是否與c中下降的一致；以盡量減少誤差；
（3）如果實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)稀硫酸的量不足，應(yīng)中途加酸還是重新實(shí)驗(yàn)：中途添加酸時(shí)，會(huì)造成氣體逸散，影響氣體體積的精確測量
（4）已知?dú)怏w的體積，根據(jù)密度，可以求出氣體的質(zhì)量；但不知道剩余固體質(zhì)量或鐵粉的質(zhì)量，無法計(jì)算．所以實(shí)驗(yàn)中由于缺少某一步驟導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺乏而無法計(jì)算，該步驟是：測量裝置B反應(yīng)后所得的固體質(zhì)量（或測量鐵粉的質(zhì)量）．
解答：解：一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)式是：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂．
故答案為：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
【提出問題】碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)式是：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑．
故答案為：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】為防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)，引起爆炸，在實(shí)驗(yàn)前要先通入CO；防止高溫下鐵又被進(jìn)入的空氣氧化，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫．
故答案為：通入CO；防止高溫下鐵又被進(jìn)入的空氣氧化；
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】因氧化鐵是紅色，鐵粉是黑色，B中的氧化鐵被完全還原后，由紅色變成黑色．此時(shí)由于A中的氧化鐵還沒有被完全還原，仍有紅色物質(zhì)．
故答案為：紅色變?yōu)楹谏�；紅色物質(zhì)；
【交流與反思】實(shí)驗(yàn)完成后還要考慮分離出所要得到的鐵，焦炭和鐵都是固體，不易分離，也是不用碳還原氧化鐵的原因．
故答案為：焦炭是固體，不容易和生成的鐵分離（合理即可）
【完善實(shí)驗(yàn)】澄清石灰水可以檢驗(yàn)二氧化碳、氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以還原氧化銅并生成二氧化碳?xì)怏w，所以先用C檢驗(yàn)二氧化碳的存在，為防止二氧化碳影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，再用D中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，再次連接C檢查二氧化碳是否被完全吸收；然后將氣體通過E，并再次連接C，如果氧化銅由黑色變成紅色，C中的澄清石灰水變渾濁，說明有一氧化碳?xì)怏w．因有一氧化碳存在，要進(jìn)行尾氣處理，而圖中缺少此裝置．
故答案為：C→D→C→E→C；缺少尾氣處理裝置；
【拓展延伸】（1）注意檢驗(yàn)該裝置的氣密性的方法：提高d管，靜止片刻后，c、d液面仍存在高度差，則氣密性良好．
故答案為：提高d管，靜止片刻后，c、d液面仍存在高度差，則氣密性良好；
（2）除使視線與凹液面的最低處相平外，還應(yīng)d處觀察上升的是否與c中下降的一致．
故答案為：使d、c中的液面相平；
（3）中途添加酸時(shí)，會(huì)造成氣體逸散，影響氣體體積的精確測量，所以要重新實(shí)驗(yàn)．
故答案為：重新實(shí)驗(yàn)；
（4）已知?dú)怏w的體積，根據(jù)密度，可以求出氣體的質(zhì)量，但不知道裝置B反應(yīng)后所得的固體質(zhì)量（或測量鐵粉的質(zhì)量），無法計(jì)算．實(shí)驗(yàn)中由于數(shù)據(jù)缺乏而無法計(jì)算，該步驟是：裝置B反應(yīng)后所得的固體質(zhì)量（或測量鐵粉的質(zhì)量）．
故答案為：測量裝置B反應(yīng)后所得的固體質(zhì)量（或測量鐵粉的質(zhì)量）．
點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查化學(xué)反應(yīng)式的書寫、實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)、以及不用碳還原氧化鐵的原因，還有相關(guān)的拓展實(shí)驗(yàn)，可謂考查詳盡，即考查了知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生的細(xì)心、耐心分析解決問題的能力．