Question

图1甲图是利用一氧化碳与氧化铁反应装置示意图，图1乙是高炉炼铁示意图．请回答下列问题：（A处为澄清石灰水）

（1）甲图实验过程中，先要进行的是______（填Ⅰ或Ⅱ）．Ⅰ：加热Ⅱ：通入CO
（2）甲图中硬质玻璃管里发生反应的现象是______，观察到A处出现的现象是______，其中发生的化学反应方程式是______．
（3）甲图中实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯，其作用是______；其中发生的化学反应方程式是______．
（4）乙图中高炉炼铁时焦炭的作用是______．
（5）为什么乙图中出铁口低于炉渣出口？______．
（6）化学兴趣小组的同学为了测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数．
某同学取一定质量的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后，用图2所示装置以合理的操作步骤测定（氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体）．
①实验中持续通入干燥氮气．加热前缓缓通入一段时间，其作用是______．
②停止加热前是否需要先断开a和b的连接处以防止倒吸？为什么？______．
（7）试计算：我国铁矿石资源比较丰富，某钢铁厂用1000t 含氧化铁80% 的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96% 的生铁的质量是多少？（保留一位小数）

Answer 1

解：（1）为了赶净装置中的空气，应该先通一氧化碳再点燃酒精喷灯，若在实验前未赶装置中的空气，容易发生爆炸；故答案为：Ⅱ；
（2）一氧化碳还原氧化铁的同时生成铁和二氧化碳，所以在硬质玻璃管里发生反应的现象是：红色固体变成黑色；观察到A处出现的现象是：澄清石灰水变浑浊；其中发生的化学反应方程式是：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂0；故答案为：红色固体变成黑色；石灰水变浑浊；Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂0；
（3）因为一氧化碳有毒，不能直接排到大气中，可以用点燃的方法除去一氧化碳，所以甲图中实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯，其作用是：点燃一氧化碳，防止污染空气；其中发生的化学反应方程式是：2CO+O₂2CO₂；故答案为：点燃一氧化碳，防止污染空气；2CO+O₂2CO₂；
（4）炼铁要用到焦炭，它有两个作用，炼铁需要高温，一方面焦炭在燃烧的过程中能放出大量的热，另一方面炼铁还需要一氧化碳，焦炭又可以把刚生成的二氧化碳还原为一氧化碳；故答案为：①提供热量、产生高温；②生成还原剂CO；
（5）因为生铁密度大于炉渣密度，所以乙图中出铁口低于炉渣出口；故答案为：因为生铁密度大于炉渣密度；
（6）①利用氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体，增重的质量就是二氧化碳的质量，为排除空气中二氧化碳的干扰，所以通入干燥氮气，故答案为：排净空气，防止干扰实验的测定；
②停止加热前不需要先断开a和b的连接处以防止倒吸，因为实验中要持续通入氮气；故答案为：不需要，因为实验中要持续通入氮气；
（7）设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x．
Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
160 112
1000t×80% 96%x
=
x=583.3t
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3t．
分析：（1）根据一氧化碳与三氧化二铁的操作步骤分析即可；
（2）根据一氧化碳与三氧化二铁的反应原理、现象分析即可；
（3）根据CO有毒的性质分析即可；
（4）根据焦炭的反应分析作用；
（5）结合生铁与炉渣的密度分析即可；
（6）①根据实验的目的和空气的成分分析；
②根据压强的变化分析；
（7）根据氧化铁的质量求出纯铁的质量，再换算出生铁的质量．
点评：本题主要考查了一氧化碳还原氧化铁及计算、其高炉炼铁等方面的内容；实验室中用一氧化碳还原氧化铁制铁的过程中，一定要注意实验操作的先后顺序，注意实验前先通一氧化碳再点燃酒精喷灯，实验结束后先熄灭酒精喷灯再停止通一氧化碳；考查含杂质物质的化学方程式的计算，注意代入方程式计算的必须是纯物质的质量是正确解答此类题的关键．