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    （15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                ①                    。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，碳还原氧化铁的化学方程式为          ②         。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两组实验同时开始进行。在装置B的反应中，实验开始前应先     ③      （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      ④     。

    【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由        ⑤         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        ⑥         。

    【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：           ⑦        。

    【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          ⑧          （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    ⑨  。

     

    ①3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2  （2分）

    【提出问题】②3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2↑（2分）

    【进行实验】③通CO  （1分）  ④  防止高温下铁又被进入的空气氧化（2分）

    【实验现象】⑤红色变为黑色 （1分）    ⑥ 仍有红色物质（1分）

    【交流与反思】⑦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）（合理即可）（2分）

    【完善实验】⑧C→D→C→E→C   （2分） ⑨ 缺少尾气处理装置（2分）

    解析:

    【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

     

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    相关习题

    科目：初中化学 来源： 题型：

    （1）石油在炼油厂精馏塔中分馏可得到汽油、煤油、柴油等产品，其中汽油是汽车的主要燃料．请回答：
    ①汽油是
     
    （填“纯净物”或“混合物”）；
    ②汽油充分燃烧的产物是二氧化碳和水，由此可推断汽油的组成元素一定含有
     
    元素；
    （2）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，在高温下通入空气进行一系列反应把铁从铁矿石里还原出来．
    ①赤铁矿（主要成分为Fe2O3）在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是：
     
    ；
    ②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
     
    t．

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    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，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】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
     
    ．

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    【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
     
    ．
    【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：
     
    ．
    【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
     
    （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
     
    ．精英家教网
    【拓展延伸】乙同学用下图测定铁的相对原子质量，主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
    ①连接装置并检查装置气密性；精英家教网
    ②加入药品和水；
    ③记录c中液面刻度（c为带有刻度的玻璃管）；
    ④由a向b中滴加稀硫酸至过量；
    ⑤待b中不再有气体产生并恢复至室温后，记录c中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，室温室压下该气体密度为ρ g/L）．
    （1）检验该装置气密性的方法是
     
    ．
    （2）为使测得的气体体积更精确，记录c中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应
     
    ．
    （3）如果实验过程中，发现稀硫酸的量不足，应
     
    （选填“中途加酸”或“重新实验”）．
    （4）丙同学发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步骤是
     
    ．

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    科目：初中化学 来源： 题型：

    （1）石油在炼油厂精馏塔中分馏可得到汽油、煤油、柴油等产品，其中汽油是汽车的主要燃料．请回答：
    ①汽油是
     
     （填“纯净物”或“混合物”）；
    ②汽油充分燃烧的产物是二氧化碳和水，由此可推断汽油的组成元素一定含有
     
     元素；
    （2）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，在高温下通入空气进行一系列反应把铁从铁矿石里还原出来．
    ①赤铁矿（主要成分为Fe2O3）在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是：
     
    ；
    ②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
     
    t．

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    科目：初中化学 来源： 题型：

    早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程．
    （1）在实验室里，可以利用图A、B两套装置将氧化铁还原成铁：

    ①装置A中，木炭和氧化铁反应的化学方程式为
    3C+2Fe2O3
     高温 
    .
     
    4Fe+3CO2↑
    3C+2Fe2O3
     高温 
    .
     
    4Fe+3CO2↑
    ，该反应所属基本反应类型为
    置换
    置换
    反应；澄清石灰水中发生反应的化学方程式为
    CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
    CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
    ．
    ②装置B中，应先
    通一氧化碳
    通一氧化碳
    （选填“通一氧化碳”或“加热氧化铁”）；装置末端的酒精灯能将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，一氧化碳有毒是因为
    一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合
    一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合
    ．
    （2）图C是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图：
    ①若采用的铁矿石主要成分为氧化铁，请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式：
    A区：
    3CO+Fe2O3
     高温 
    .
     
    2Fe+3CO2
    3CO+Fe2O3
     高温 
    .
     
    2Fe+3CO2

    B区：
    C+O2
     点燃 
    .
     
    CO2 CO2+C
     高温 
    .
     
    2CO
    C+O2
     点燃 
    .
     
    CO2 CO2+C
     高温 
    .
     
    2CO

    ②要炼出含铁96%的生铁3000t，至少需要含氧化铁90%的赤铁矿石的质量是多少？

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    科目：初中化学 来源： 题型：阅读理解

    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
     高温 
    .
     
    2Fe+3CO2
    3CO+Fe2O3
     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，碳还原氧化铁的化学方程式为
    3C+2Fe2O3
     高温 
    .
     
    4Fe+3CO2↑
    3C+2Fe2O3
     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两组实验同时开始进行．在装置B的反应中，实验开始前应先
    通CO
    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
    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
    红色变为黑色
    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
    仍有红色物质
    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它原因，试写出其中的一个：
    焦炭是固体，不容易和生成的铁分离
    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．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→D→C→E→C
    C→D→C→E→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
    缺少尾气处理装置
    缺少尾气处理装置
    ．

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