Question

 某校化學(xué)小組的同學(xué)為了研究煉鐵的原理，用一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)，按圖1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖1

(1)實(shí)驗(yàn)開始時，打開K₁，關(guān)閉K₂，通入CO，其目的是________________________。然后關(guān)閉K₁，打開K₂，加熱一段時間后，玻璃管中的現(xiàn)象是__________。

(2)通過裝置B可確定A中生成了______。C裝置的作用是______________________。

(3)整個裝置設(shè)計中存在的一個主要問題是______________，你的改進(jìn)方法是________。

(4)工業(yè)上實(shí)際的煉鐵設(shè)備是如圖2所示的高爐，高爐中得到的生鐵與圖1實(shí)驗(yàn)中完全還原得到的產(chǎn)物在組成上的區(qū)別是________________________；工業(yè)煉鐵實(shí)際使用的還原劑原料是焦炭，其作用主要有兩點(diǎn)：一是______________：二是______________。

圖2

Answer 1

思路點(diǎn)撥：該題將實(shí)驗(yàn)室“煉鐵”與工業(yè)煉鐵相融合，既考查了煉鐵的原理，又讓我們體會了煉鐵的實(shí)際生產(chǎn)過程。解題時需注意兩點(diǎn)，一是為了安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，實(shí)驗(yàn)過程中“先”“后”順序不可顛倒，二是要了解工業(yè)煉鐵與實(shí)驗(yàn)室“煉鐵”的一些區(qū)別。

解析：(1)由于實(shí)驗(yàn)前玻璃管內(nèi)留有空氣，先通入CO的目的是將空氣和部分CO排入氣球內(nèi)，這樣既可防止發(fā)生爆炸，也可避免大氣污染。(2)B裝置中澄清石灰水變渾濁，說明有CO₂生成；C裝置中的氫氧化鈉溶液可吸收生成的CO₂氣體。(3)因尾氣中含有未反應(yīng)的有毒氣體CO，為防止空氣受到污染，可用多種方法對尾氣進(jìn)行處理，如用酒精燈點(diǎn)燃尾氣，用氣球收集或用排水法收集尾氣，用導(dǎo)氣管將尾氣通到酒精噴燈的火焰上等等。(4)圖1實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物為純凈的氧化鐵，完全反應(yīng)得到純凈的鐵粉，高爐煉鐵所需要的原料為鐵礦石和焦炭等，產(chǎn)物含有碳等雜質(zhì)；焦炭通過放熱反應(yīng)產(chǎn)生CO氣體，既為煉鐵提供了所需熱量，同時也提供了還原劑。

答案：(1)排出管內(nèi)原有的空氣，防止發(fā)生爆炸，同時把部分排出的CO收集在氣球內(nèi)，防止污染大氣

紅色粉末逐漸變黑色 (2)CO₂ 吸收生成的CO₂ (3)缺少尾氣處理裝置 在出氣口D處加一個燃著的酒精燈(答案合理即可) (4)高爐中得到的是含有碳等雜質(zhì)的生鐵，圖1實(shí)驗(yàn)中得到純度較高的鐵粉 燃燒放熱，提供煉鐵所需的高溫條件 產(chǎn)生還原劑CO