Question

13．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 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑；
澄清石灰水中发生反应的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
②装置B中，应先通一氧化碳（选填“通一氧化碳”或“加热氧化铁”）；装置末端的酒精灯的作用为能将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳．
（2）图C是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图：
①若采用的铁矿石主要成分为氧化铁，请写出B区所发生主要反应的化学方程式：
B区：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂，CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．
②为什么乙图中出铁口低于炉渣出口？因为生铁密度大于炉渣密度．

Answer 1

分析 （1）①木炭具有还原性可以将氧化铁还原成铁，同时生成二氧化碳；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
②一氧化碳不但具有还原性，还具有可燃性，当混有了空气时在加热或是点燃的条件下容易发生爆炸，所以实验前应该先通入一氧化碳，一氧化碳有毒，排到空气中会污染空气，可以据此解答该题；
（2）①依据A区主要是生成铁而B区主要是产生一氧化碳的情况书写即可；
②结合生铁与炉渣的密度分析即可．

解答 解：（1）①木炭具有还原性可以将氧化铁还原成铁，同时生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水；故填：3C+2Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②一氧化碳不但具有还原性，还具有可燃性，当混有了空气时在加热或是点燃的条件下容易发生爆炸，所以实验前应该先通入一氧化碳；一氧化碳有毒，排到空气中会污染空气，装置末端的酒精灯能将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳；故填：通一氧化碳；能将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳；
（2）①依据A区主要是生成铁的反应，所以方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；而B区主要是产生一氧化碳共发生了两个反应，方程式为：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂，CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；故填：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
②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．

点评 本题主要考查了一氧化碳还原氧化铁、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．