(8分)铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,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 。某兴趣小组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,为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石?焦炭还原四氧化三铁的化学方程式为 。
【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。
【查阅资料】氢氧化钠溶液和澄清石灰水化学性质类似,能与二氧化碳反应,但反应无明显现象。
【进行实验】实验步骤及注意事项如下:
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下图装置A的试管中;另一份放入下图装置B的玻璃管中。
②装置A和B两组实验同时开始进行。在装置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”),装置A的试管中仍有红色固体。
【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。
【交流与反思】经过查阅资料和讨论,该小组同学发现除了上述原因外,工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因,试写出其中的一个原因: 。
【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,将该气体通过下图的检验装置,
正确的连接顺序是:C → → → → C (选填字母,装置可重复使用)。
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,因此装置A的不足之处是 。
3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
【提出问题】2C+Fe3O4高温3Fe+2CO2↑
【进行实验】②通CO 防止高温下铁又被进入的空气氧化
【实验现象】红色变为黑色
【交流与反思】焦炭是固体,不容易和生成的铁分离(焦炭中含有杂质会影响铁的纯度,用焦炭做还原剂还需另外提供热量来满足高温的反应条件等,合理即可)
【完善实验】 D→C→E 缺少尾气处理装置
【解析】
试题分析:一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为:3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
【提出问题】焦炭具有还原性,还原四氧化三铁的化学方程式为:2C+Fe3O4高温3Fe+2CO2↑
【进行实验】②在装置B的反应中,实验开始前应先通CO,防止一氧化碳不纯时,在加热可能发生爆炸;实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温,其原因:防止高温下铁又被进入的空气氧化
【实验现象】因为装置B中发生的反应时:3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2,故反应现象为:红色变为黑色
【交流与反思】工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因:焦炭是固体,不容易和生成的铁分离(焦炭中含有杂质会影响铁的纯度,用焦炭做还原剂还需另外提供热量来满足高温的反应条件等,合理即可)
【完善实验】 要证明生成气体中含有CO和CO2,应先证明含有二氧化碳,通过澄清石灰水,再来证明是否含有一氧化碳,应根据一氧化碳的还原性,来检验其生成物二氧化碳,这就必须保证原一氧化碳气体中不含二氧化碳,故正确的连接顺序是:D→C→E,证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2,由于一氧化碳有毒,因此装置A的不足之处是:缺少尾气处理装置
考点:碳、一氧化碳的还原性,一氧化碳的可燃性及毒性,工业炼铁的原理
科目:初中化学 来源:2014-2015学年江苏省初三上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列仪器中不可以在酒精灯火焰上直接加热的是
A.试管 B.蒸发皿 C.燃烧匙 D.烧杯
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科目:初中化学 来源:2014-2015学年湖北省广水市初三下学期月考理综化学试卷(解析版) 题型:填空题
如图A、B两种固体物质的溶解度曲线.
(1)t1℃时A、B两物质的溶解度为 g.
(2)使一定量接近饱和的A物质溶液变为饱和溶液采用的一种方法是____________
(3)t1℃时,将一定量B的饱和溶液升温至t2℃,溶质的质量将______ (填“增加”、“减少”或“不变”).
(4)t2℃时,将等质量的A、B两种物质分别加水溶解,配制成其饱和溶液,所得溶液质量的大小关系为: A B(填“>”“=”或“<”).
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科目:初中化学 来源:2014-2015学年湖北省广水市初三下学期月考理综化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列各图中“●”和“○”分别表示两种不同元素的原子,其中表示化合物的图是
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科目:初中化学 来源:2014-2015学年重庆市长寿区初三上学期期末检测化学试卷(解析版) 题型:填空题
(5分)直接用煤作家用燃料既污染空气又浪费能源。煤的气化是把煤变为清洁能源的重要一环,其中的一个反应是:C+H2O(g)CO+H2,该反应中表现出还原性的物质是 。
(1)某能源物质燃烧的微观过程如下:
若“”表示碳原子,“”表示氢原子,“”表示氧原子,该反应的生成物A应为 (填字母序号)。
A.CO B.CO2 C.CO2和CO
(2)酒精灯是实验室的常用热源,请写出酒精(C2H5OH)燃烧的化学方式程: 。
(3)3.2g某物质完全燃烧产生4.4gCO2和3.6gH2O,没生成别的物质。该物质中C、H元素质量比为 。该物质中 (填“含”或“不含”)氧元素。
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科目:初中化学 来源:2014-2015学年重庆市长寿区初三上学期期末检测化学试卷(解析版) 题型:选择题
根据如图所示的实验现象,下列判断不正确的是
A.①②说明物质燃烧需要氧气
B.①说明白磷的着火点不高于80 ℃
C.烧杯中的热水只起提高温度的作用
D.①③说明两种可燃物的着火点不同
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科目:初中化学 来源:2014-2015学年云南省九年级中考模拟化学试卷(解析版) 题型:计算题
(6分)为测定某污水中硫酸铜的含量,取100g污水于烧杯中,当加入一定量的氢氧化钠时恰好完全反应(假设污水中其它成分不与氢氧化钠反应)生成沉淀0.49g ,反应方程式为:2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4。求:
(1)消耗氢氧化钠多少克?
(2)100g污水中硫酸铜的质量分数。
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科目:初中化学 来源:2014-2015学年上海市奉贤区初三上学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
有关碳单质及其氧化物的说法中正确的是
A.用紫色石蕊溶液可区分CO和CO2
B.一定条件下,石墨转化成金刚石是物理变化
C.C、CO、CO2都具有还原性
D.碳具有可燃性,因此在常温下其化学性质比较活泼
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