Question

8．甲圖是一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)裝置的示意圖，乙圖是高爐練鐵示意圖．請回答下列問題．

（1）寫出甲圖玻璃管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）按甲圖連接實驗裝置、檢查裝置的氣密性、裝藥品、固定實驗裝置后，主要實驗步驟有：
①通入一氧化碳； ②停止通入一氧化碳； ③點燃酒精燈；④熄滅酒精燈； ⑤點燃酒精噴燈； ⑥熄滅酒精噴燈．正確的操作順序是③①⑤⑥②④（填序號）．
（3）實驗過程中儀器①中的現(xiàn)象是紅色粉末變黑且能被磁鐵吸引，儀器③中的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁．
（4）圖乙是下業(yè)生產(chǎn)中煉鐵高爐的結(jié)構(gòu)圖．實際生產(chǎn)中煉鐵的原料鐵礦石、焦炭、石灰石是從原料入口加入的，其中焦炭在高爐煉鐵時的作用之一是產(chǎn)生高溫，另一作用為生成一氧化碳，寫出煉鐵時焦炭轉(zhuǎn)化為一氧化碳的化學(xué)方程式C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂，CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO．生鐵出口低于爐渣出口的原因是生鐵密度大于爐渣的密度．
（5）現(xiàn)有含氧化鐵70%的赤鐵礦800t，可煉出的生鐵多少噸？

Answer 1

分析 （1）首先根據(jù)反應(yīng)原理寫出反應(yīng)物和生成物，找出反應(yīng)條件，根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行配平；
（2）根據(jù)煉鐵的實驗步驟來分析解答；
（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象來分析；
（4）根據(jù)焦炭的作用并結(jié)合生鐵與爐渣的密度分析即可．
（5）由赤鐵礦石的質(zhì)量、氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)赤鐵礦煉鐵的化學(xué)方程式可以列式計算出煉出生鐵的質(zhì)量即可．

解答 解：（1）用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳．書寫時要注意反應(yīng)前有氣體參與反應(yīng)，生成物中的二氧化碳就不再標(biāo)氣體符號，方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）因為一氧化碳有毒，不能直接排到大氣中，可以用點燃的方法除去一氧化碳，所以應(yīng)該先點燃酒精燈，然后通一氧化碳；為了趕凈裝置中的空氣，所以應(yīng)該先通一氧化碳再點燃酒精噴燈，若在實驗前未趕裝置中的空氣，則最后生成的鐵又會在高溫條件下與空氣中的氧氣反應(yīng)重新生成氧化鐵；實驗結(jié)束后應(yīng)該先熄滅酒精噴燈再停止通一氧化碳，若先停止通一氧化碳再熄滅酒精噴燈，則空氣又會進(jìn)入裝置中，將鐵氧化為氧化鐵；最后熄滅酒精燈．故填：③①⑤⑥②④；
（3）實驗過程中儀器①中由于氧化鐵被還原為鐵，所以看到紅色粉末變黑且能被磁鐵吸引，儀器③中生成的二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁．故填：紅色粉末變黑且能被磁鐵吸引，澄清石灰水變渾濁；
（4）由于生鐵的密度大于爐渣的密度，所以生鐵出口低于爐渣出口．煉鐵要用到焦炭，它有兩個作用，煉鐵需要高溫，一方面焦炭在燃燒的過程中能放出大量的熱，另一方面煉鐵還需要一氧化碳，焦炭又可以把剛生成的二氧化碳還原為一氧化碳．故填：產(chǎn)生高溫，C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；生鐵密度大于爐渣的密度
（5）解：設(shè)可以煉鐵的質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160           112
800t×70%      x
$\frac{160}{112}=\frac{800t×70%}{x}$
x=392t
答：可煉出的鐵392噸．

點評 本題以CO還原氧化鐵實驗來考查實驗現(xiàn)象、尾氣處理、化學(xué)反應(yīng)方程式等，考查知識點多，較好的考查了實驗與基礎(chǔ)知識的結(jié)合．用一氧化碳還原氧化鐵制鐵的過程中，一定要注意實驗操作的先后順序，注意實驗前先通一氧化碳再點燃酒精噴燈，實驗結(jié)束后先熄滅酒精噴燈再停止通一氧化碳．