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    5．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3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究．
    【提出问题】单质碳也具有还原性，生成的产物与一氧化碳还原氧化铁相同．碳还原氧化铁的化学方程式为3C+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑．
    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】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两组实验同时进行．在装置B的反应中，实验开始前应先通CO（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，其原因是防止高温下铁又被进入的空气氧化．
    【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由红色变为黑色（填“红色变黑色”或“黑色变红色”）时，装置A的试管中仍有红色物质．
    【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他原因，试写出其中的一个：焦炭是固体，不容易和生成的铁分离．
    【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．经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的不足之处是缺少尾气处理装置．

    分析 熟记一氧化碳还原氧化铁的化学反应式；
    【提出问题】熟记碳还原氧化铁的化学反应式；
    【进行实验】②根据可燃性气体与空气混合加热时有爆炸的危险考虑；
    【实验现象】根据氧化铁是红色，铁粉是黑色分析判断现象；
    【交流与反思】根据实验完成后还要考虑分离出所要得到的物质考虑；
    【完善实验】根据澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体考虑；

    解答 解：一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
    [提出问题]碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3C+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑；
    [进行实验]为防止一氧化碳与空气混合加热时，引起爆炸，在实验前要先通入CO；防止高温下铁又被进入的空气氧化，实验结束后，应继续通入CO直至冷却至室温．
    [实验现象]因氧化铁是红色，铁粉是黑色，B中的氧化铁被完全还原后，由红色变成黑色．此时由于A中的氧化铁还没有被完全还原，仍有红色物质；
    [交流与反思]工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，如焦炭是固体，不容易和生成的铁分离；或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度；或焦炭与氧气反应生成一氧化碳的同时放出大量的热，可提供一氧化碳还原铁矿石所需的高温，节约能源等；
    [完善实验]为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体，所以先用C检验二氧化碳的存在，为防止二氧化碳影响实验的结论，再用D中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，再次连接C检查二氧化碳是否被完全吸收；然后将气体通过E，并再次连接C，如果氧化铜由黑色变成红色，C中的澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳气体．因有一氧化碳存在，要进行尾气处理，而图中缺少此装置．
    故答案为：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
    [提出问题]3C+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑；
    [进行实验]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；红色物质；
    [交流与反思]焦炭是固体，不容易和生成的铁分离（或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度；或焦炭与氧气反应生成一氧化碳的同时放出大量的热，可提供一氧化碳还原铁矿石所需的高温，节约能源）；
    [完善实验]缺少尾气处理装置；

    点评 本题以实验探究的形式考查化学反应式的书写、实验中的注意事项、以及不用碳还原氧化铁的原因，还有相关的拓展实验，可谓考查详尽，即考查了知识，又培养了学生的细心、耐心分析解决问题的能力．

    练习册系列答案
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    科目：初中化学 来源： 题型：选择题

    2．北京奥运会火炬使用燃料为丙烷（C3H8），根据已有的知识和所给的信息作出的以下判断中，其中错误的是（　　）
    A．丙烷是有机物
    B．丙烷完全燃烧的产物是二氧化碳和水，不会污染空气，符合绿色奥运的理念
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    D．丙烷可作火炬燃料是因为其发热量高

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    科目：初中化学 来源： 题型：解答题

    16．构建知识网络是学习和研究化学常用的科学方法． 右图是小纪同学在复习“我们身边的化学物质”时构建的知识网络，其中A、B、C、D分别表示不同类别的化合物，“-”表示物质之间能够发生化学反应．请按要求回答下列问题．
    （1）从物质类别看，D物质属于盐盐（填“氧化物、酸、碱、盐”）；
    （2）若反应⑦常用于检验CO2，则反应⑦的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
    （3）若反应①有生成蓝色溶液，则反应①的化学方程式为：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O（写一条）；
    （4）以上反应中不属于复分解反应的是②③⑦（填反应序号）．

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    科目：初中化学 来源： 题型：填空题

    13．某反应的微观示意图如图．

    ①该反应的化学方程式为2H2S+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2SO2+2H2O；
    ②以上反应中化合价发生变化的是硫、氧元素
    ③二氧化硫中硫元素与氧元素的质量比1：1．

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    科目：初中化学 来源： 题型：实验探究题

    20．研究性学习小组的同学为了解某山的地质情况，从实地取回两块矿石样品A和B，进行如图所示的实验（图中部分反应产物被略去）．

    （1）根据实验结果，可以推断：
    样品A、B的主要成分分别是（用化学式表示）Fe2O3、CaCO3．
    （2）写出上述实验过程中部分反应的化学方程式：
    ①A→I：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；②C→D：3Ca（OH）2+2FeCl3=2Fe（OH）3↓+3CaCl2；
    （3）所加试剂X可能是氧化物、酸、碱、盐中的酸．

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    科目：初中化学 来源： 题型：填空题

    10．现有H、N、O三种元素，请写出含有氮元素的常见单质、氧化物、氢化物、酸、碱和盐的化学式各一个，并在各化学式上标出氮元素的化合价（友情提醒：每空全对才能得分哦～）．
    单质氧化物氢化物酸碱盐

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    科目：初中化学 来源： 题型：实验探究题

    17．食盐是一种重要的化工原料．请回答下列问题．
    （1）请完善实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验步骤．

    ①操作Ⅰ所用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和漏斗．
    ②在蒸发过程中，待蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将滤液蒸干．
    ③除去不溶性杂质实验中用得最多的仪器是玻璃棒．
    （2）由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，不能满足化工生产的要求，因此必须将粗盐进行精制．流程如下图．

    ①加入Na2CO3溶液发生的化学反应用化学方程式可表示为Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl、Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl．
    ②过滤后得到的沉淀除有氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡外，还有碳酸钡；所得滤液中的溶质除NaCl外，还有Na2CO3和NaOH，在蒸发食盐水时为防止液滴飞溅，操作时应连续搅拌，还应在出现较多量晶体时停止加热．
    ③加入稀盐酸发生的化学反应，可以用方程式表示：NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑．
    （3）在除去MgCl2的过程中，选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH，理由是引入杂质，得到的产品不纯．
    （4）在制备精盐的过程中，氯化钡和碳酸钠溶液的添加顺序是否可以颠倒，理由是碳酸钠作用是既除去Ca2+，又除去多余的氯化钡．

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    科目：初中化学 来源： 题型：实验探究题

    14．化工生产中需要对原料提纯，以利于提高产品质量．经测定某氯化钠样品中混有硫酸钠，为了除杂质并制得纯净的氯化钠固体，在实验室研究中某学生设计方案如下：

    回答下列问题．
    （1）步骤③中反应的化学方程式BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；
    （2）操作②能否用硝酸钡溶液？说明理由不能，因为如果利用硝酸钡溶液，则会带入杂质硝酸钠；
    （3）进行操作②后，如何判断硫酸钠已除尽，方法是取上层清液适量于试管中，滴加氯化钡溶液，如果不产生白色沉淀，说明硫酸钠已除尽；
    （4）操作③的目的是除去过量的氯化钡，③、④操作顺序能否交换，其理由是不能颠倒，这是因为如果颠倒顺序，则反应生成的碳酸钡沉淀无法除去；
    （5）此设计方案是否严密，说明理由不严密，这是因为加入的碳酸钠溶液应该是足量的，会导致过量的碳酸钠无法除去．

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    科目：初中化学 来源： 题型：填空题

    15．化学与抗震救灾
    2011年3月日本大地震，大地震造成福岛第一核电站冷却系统失灵，放射性物质泄漏．核泄漏造成放射性碘-131可能被附近居民吸收，引发人体疾病．

    （1）碘在元素周期表中信息如题图1，从中获得的信息正确的有CD（填序号）．
    A．碘属于金属元素　　　　　　　
    B．碘的相对原子质量为126.9g
    C．碘的原子序数为53　　　　　
    D．碘的元素符号是I
    （2）民间传言食用碘盐能防辐射，因而出现一些地方公众盲目抢购碘盐的情况．图2是某超市销售的一种碘盐标签上的部分文说明．请回答：
    ①碘酸钾（KIO3）中碘元素的化合价为+5．
    ②世界卫生组织提醒：成人每天服用量约为90mg的碘元素，可减少人体甲状腺对放射性碘-131的吸收，从而有效防止核辐射．假每人每天食用5g上述碘盐，则每人每天最多能从碘盐中吸收0.1mg碘，所以仅食用碘盐不能（填“能”或“不能”）防止核辐射．
    （3）在部分地区发生抢购食盐的风波后，我国政府及时发布公告：日本核事故对我国海域污染可能性极小，且我国大部分食盐来自内陆盐湖．已知某地盐湖含丰富的氯化钠和硫酸钠．如图3为硫酸钠和氯化钠的溶解度曲线．请回答：
    （1）40℃时，在100g水中溶解50g硫酸钠，溶液恰好达到饱和．
    （2）t℃时，饱和氯化钠溶液的溶质质量分数等于（填“大于、等于或小于”）饱和硫酸钠溶液的溶质质量分数．
    （3）欲从湖水中获取氯化钠晶体，应采用蒸发结晶（填“蒸发溶剂”或“冷却降温”）的方法．
    （4）福岛核电站爆炸后散发出具有放射性的${\;}_{53}^{131}$Ⅰ（质子数为53，相对原子质量为131），在8.3天后会转变成${\;}_{53}^{127}$Ⅰ，不再具有放射性，所以对我国沿海盐业生产影响不大．${\;}_{53}^{131}$I和${\;}_{53}^{127}$I两者的关系是①．
    ①同种元素　　　　　　②同种物质　　　　　　③同种原子．

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