Question

9．如图用一氧化碳还原氧化铁实验来探究炼铁的原理，装置如图，请回答下列问题：
（1）按图连接实验装置，检查装置气密性，装药品、固定实验装置后，主要实验步骤有：①通入CO；②停止通入CO；③熄灭酒精喷灯；④点燃酒精喷灯，正确的操作顺序是①④③②（填序号）．
（2）一氧化碳使用前必须检验纯度，实验刚开始就通一氧化碳的目的是防止一氧化碳和氧气的混合气点燃发生爆炸．
（3）实验进行一段时间后，硬质玻璃管中出现的现象为红色粉末逐渐变成黑色，反应方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；乙中的现象为澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，丙处使用酒精灯作用是处理尾气，反应化学方程式2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂，处理丙处尾气还可用气球收集．
（4）除CO外，还有两种单质可以还原Fe₂O₃，写出用固体单质将氧化铜高温下冶炼成钢的化学方程式3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）根据实验室用一氧化碳还原氧化铁需要先通一氧化碳，将空气排净，然后加热，实验结束需要最后停止通一氧化碳，防止铁被重新氧化进行分析；
（2）根据一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸进行分析；
（3）根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳等进行分析；
（4）根据碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析．

解答 解：（1）实验室用一氧化碳还原氧化铁需要先通一氧化碳，将空气排净，然后加热，实验结束需要最后停止通一氧化碳，防止铁被重新氧化，所以正确的操作顺序是①④②③；
（2）一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸，所以一氧化碳使用前必须检验纯度，实验刚开始就通一氧化碳的目的是防止一氧化碳和氧气的混合气点燃发生爆炸；
（3）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，所以硬质玻璃管中出现的现象为红色粉末逐渐变成黑色，化学方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以乙中的现象为澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，所以丙处使用酒精灯作用是处理尾气，化学方程式为：2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂，处理丙处尾气还可用气球收集；
（4）碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．
故答案为：（1）①④②③；
（2）检验纯度，防止一氧化碳和氧气的混合气点燃发生爆炸；
（3）红色粉末逐渐变成黑色，Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，变浑浊，Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，处理尾气，2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂，气球；
（4）3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．

点评 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．