早在春秋战国时期.我国就开始生产和使用铁器.工业炼铁把铁矿石和焦炭.石灰石一起加入高炉.在高温下.利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来.一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为: .其中.石灰石起的作用是 .(一)甲组同学在学习炼铁的相关内容时.对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究.[提出问题]单质碳也具有还原性.碳� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业炼铁把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为：。其中，石灰石起的作用是。

（一）甲组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。

【提出问题】

单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为。为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？

【猜想与假设】

焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。

【进行实验】

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入图1装置A的试管中；另一份放入图1装置B的玻璃管中。

②图1装置A和B两组实验同时开始进行。在图1装置B的反应中，实验开始前应先（选填“通CO”或“加热”）；实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是。

【实验现象】

当图1装置B的玻璃管中固体完全由时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），图1装置A的试管中仍有。

【解释与结论】

焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【完善实验】

联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过图2的检验装置。图2A装置中的试剂是（写名称，下同），图2B装置中的试剂是氢氧化钠溶液，用以吸收二氧化碳（2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ）；证明原混合气体中CO2存在的化学方程式；证明原混合气体中CO存在的实验现象是；经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2。

（二）精还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究：

【物质制备】

利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为

FexOy+yH2xFe+yH2O，Fe3C+2H23Fe+CH4。

【含量测定】

为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按图装置进行实验。

已知3CH4+4Fe2O33CO2+6H2O+8Fe（假设每步反应都完全，且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）。

（1）主要实验步骤如下：

①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；

②缓缓通入纯净干燥的H2；

③点燃酒精灯，（填“先点A处，后点C处”或“先点C处，后点A处”）；

④分别熄灭A处、C处酒精灯；

⑤再缓缓通入少量H2；

⑥再次称量必要装置的质量

（2）步骤②的目的是，验证该步骤目的达到的实验方法是；

（3）若缺少装置D，则所测氧元素的质量分数将（填“偏大”，“偏小”或“不变”）。

（4）粗还原铁粉样品的质量为15.000g，装置B、E分别增重0.270g和0.330g，则计算样品出中碳、氧元素的质量分数分别是。（列出计算过程，2分）

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