Question

7．2011年是国际化学年（IYC2011），其宗旨是“增进公众对化学重要性的认识，鼓励青年人热爱化学，学习和研究化学”．某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁（K₁，K₂是活塞），如图所示．

（1）关闭K₁、开启K₂，可以验证CO还原Fe₂O₃的产物．
①这是关于气体的实验，实验前必须对装置进行气密性检验；
②CO还原Fe₂O₃的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
③在e处点燃气体的目的是点燃多余的一氧化碳，避免污染空气．
（2）关闭K₂，开启K₁，可以将d口出来的气体再从a通入装置而循环使用．
①c瓶中应D（填序号）：A、澄清石灰水B、水C、石蕊溶液    D、浓硫酸
②反应完后（假设b瓶中NaOH全部转化为纯碱），要从b瓶中溶液得到纯碱固体，必要的实验操作为蒸发结晶．
③该实验这样改进的主要优点是减少碳的排放，提高原料利用率．

Answer 1

分析 （1）有气体生成或参加的实验，实验前一定要检验装置的气密性；
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；
一氧化碳能够污染环境，对尾气中的一氧化碳要进行必要的处理．
（2）根据c装置的作用分析c瓶中应装入的试剂；
根据分离混合物的方法来分析；
根据改进后原料循环利用、环保角度进行分析．

解答 解：（1）①关于气体的实验，实验前必须对装置进行气密性检验，气密性良好是实验成功的基础．故填：气密性检验；
②在高温条件下，CO还原Fe₂O₃生成了铁和二氧化碳，反应的化学方程式是：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
③CO有毒，过量的CO排放到空气中，会污染空气．所以，在f处点燃气体的目的是：点燃多余的一氧化碳，避免污染空气；故填：点燃多余的一氧化碳，避免污染空气；
（2）①此实验中可能会有水蒸气产生，如混有水蒸气，可能会使硬质试管炸裂，所以要在c瓶中盛放浓硫酸来吸收水分；故填：D；
②从碳酸钠溶液中获得碳酸钠晶体可以将溶液进行蒸发结晶；故填：蒸发结晶；
③过量的CO从d出排出，进入a循环利用，可以减少碳的排放，提高原料利用率；故填：减少碳的排放，提高原料利用率．

点评 本题通过实验探究的形式考查一氧化碳还原氧化铁的实验步骤、注意事项等知识，要求同学们根据相关知识分析解答，具有良好的实验分析、评价能力．