Question

17．河北迁安以钢铁为主要产业，某化学兴趣小组用如图a所示装置探究炼铁的原理．请回答有关问题：

（1）实验开始时，应先加热再通CO（选填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”），目的是排净玻璃管中的空气，防止一氧化碳与空气混合发生爆炸．
（2）试验结束后，应先停止加热（选填“先停止加热”或“先停止通CO”），目的是防止再次被氧化灼热的铁．
（3）玻璃管A中出现的现象为红色粉末变黑；反应方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）高炉炼铁中的焦炭也具有还原性，但实际上炼铁主要利用了CO的性质，其原因是一氧化碳具有流动性，能与铁矿石充分接触．焦炭的作用提供热量、产生一氧化碳．
（5）在工业生产中，企业要测定矿石的品味（即主要成分的质量分数），该兴趣小组利用如图b装置，设计了实验方案（装置气密性良好；赤铁矿粉中杂质不参与反应；假设赤铁矿粉样品中的Fe₂O₃完全反应）；他们通过测定反应前后玻璃管中固体质量的变化等数据，再通过计算可以得出赤铁矿粉样品中Fe₂O₃的质量分数．
（6）为防止实验中尾气对大气的污染，请写出处理尾气的一种方法在装置的末端加一个燃着的酒精灯．

Answer 1

分析 （1）根据一氧化碳易可燃，容易发生爆炸考虑；
（2）根据灼热的铁能与氧气反应分析回答；
（3）根据在高温条件下一氧化碳与氧化铁的反应分析回答；
（4）根据一氧化碳是气体能与铁矿石成分接触和碳的性质分析回答；
（5）根据在高温条件下一氧化碳与氧化铁的反应分析回答；
（6）根据尾气中含有一氧化碳有毒能污染空气分析回答．

解答 解：（1）因为一氧化碳具有可燃性，能和氧气混合在点燃的条件下会发生爆炸，实验开始时，应先加热再通CO，目的是排净玻璃管中的空气，防止一氧化碳与空气混合发生爆炸．
（2）试验结束后，应先停止加热，目的是防止再次被氧化灼热的铁．
（3）红色的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，所以玻璃管A中出现的现象是红色粉末变黑，其化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）高炉炼铁中的焦炭也具有还原性，但实际上炼铁主要利用了CO的性质，其原因是一氧化碳具有流动性，能与铁矿石充分接触．由于谈成分燃烧生成了二氧化碳，放出了大量的热，二氧化碳能与碳反应生成了一氧化碳，所以焦炭的作用提供热量、产生一氧化碳．
（5）在工业生产中，企业要测定矿石的品味（即主要成分的质量分数），该兴趣小组利用如图b装置，设计了实验方案（装置气密性良好；赤铁矿粉中杂质不参与反应；假设赤铁矿粉样品中的Fe₂O₃完全反应）；他们通过测定反应前后玻璃管中固体质量的变化等数据，再通过计算可以得出赤铁矿粉样品中Fe₂O₃的质量分数．
（6）为防止实验中尾气对大气的污染，处理尾气的一种方法是：在装置的末端加一个燃着的酒精灯．
故答案为：
（1）先通CO再加热；排净玻璃管中的空气，防止一氧化碳与空气混合发生爆炸；
（2）先停止加热，防止再次被氧化灼热的铁
（3）红色粉末变黑；3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）一氧化碳具有流动性，能与铁矿石充分接触，提供热量、产生一氧化碳；
（5）反应前后玻璃管中固体质量的变化；
（6）在装置的末端加一个燃着的酒精灯．

点评 本题主要考查一氧化碳与氧化铁反应实验装置、实验现象、一氧化碳的化学性质和污染及能源的再利用，难度稍大．