Question

某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如图所示．请回答有关问题：

（1）为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→______→______→e．
（2）实验开始时，应______ （填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”），目的是______．
（3）实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为______，反应方程式为______；B中的现象为澄清石灰水变浑浊，发生的化学方程式为______．
（4）除CO外，还有哪些物质可以还原Fe₂O₃______（请写一物质的化学式）．
（5）请指出并改正本实验的明显错误______．

Answer 1

解：（1）一氧化碳有毒，不能够排放到空气中去，要把一氧化碳收集起来，所以导管接口的连接顺序为d、b、e，排出的氢氧化钠溶液流到D中的烧杯中去．C装置中NaOH的作用是吸收B中没反应掉的二氧化碳；
（2）因为一氧化碳具有可燃性，能和氧气混合在点燃的条件下会发生爆炸，所以实验开始时应先通一氧化碳再加热，目的是赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸；
（3）氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳，氧化铁是红棕色的，铁粉是黑色的，故玻璃管A中出现的现象为：固体由红棕色变成黑色，反应方程式为：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；B中二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，方程式是：CO₂+Ca（OH ）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）除CO外，还具有还原性的物质有C或H₂；
（5）炼铁的反应条件是高温，而图示用酒精灯是达不到此温度的，应在酒精灯上套上金属网罩或将其换成酒精喷灯；
故答案为：（1）d、b；
（2）先通CO再加热；赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸；
（3）固体由红色变成黑色；3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH ）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）C或H₂；
（5）酒精灯处应该套上金属网罩或换成酒精喷灯．
分析：（1）分析实验流程可知：CD装置是吸收二氧化碳并收集、回收一氧化碳，故气体应从短管进，长管出溶液；
（2）根据可燃性的气体与空气（或氧气）的混合气体点燃时会发生爆炸分析；
（3）根据反应物、生成物以及反应条件确定方程式及反应现象；
（4）根据碳和氢气也具有还原性分析解答；
（5）根据炼铁的反应条件是高温，并结合装置分析解答．
点评：本题主要考查一氧化碳与氧化铁反应实验装置、实验现象、一氧化碳的化学性质和污染及能源的再利用，要结合题意仔细分析解答．