Question

2．图甲是实验室模拟炼铁的装置图，试回答：

（1）按如图连接实验装置、检查装置的气密性、装药品、固定实验装置后，主要实验步骤有：
①通入一氧化碳；②停止通入一氧化碳；③点燃酒精灯；④熄灭酒精灯；⑤点燃酒精喷灯；⑥熄灭酒精喷灯．正确的操作顺序是③①⑤⑥②④（填序号）．
（2）实验过程中仪器①中发生的反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，现象是红棕色粉末逐渐变黑，仪器③中的现象是澄清石灰水变浑浊．
（3）实验过程中产生的尾气不能直接排放的原因是CO有毒，会污染空气．
（4）图乙是下业生产中炼铁高炉的结构图．实际生产中炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石是从原料入口加入的，其中焦炭在高炉炼铁时的作用之一是产生高温，另一作用为反应生成还原剂一氧化碳；生铁出口低于炉渣出口的原因是铁水的密度大于炉渣密度，滤渣起到过滤作用，便于固液分离．

Answer 1

分析 （1）根据实验室模拟炼铁的操作步骤分析即可；
（2）根据一氧化碳与氧化铁的反应原理并结合二氧化碳的性质分析即可；
（3）根据CO有毒的性质分析即可；
（4）根据焦炭的作用、生铁与炉渣的密度分析即可．

解答 解：（1）实验刚开始，先通一氧化碳，然后点燃酒精喷灯加热，目的是排尽玻璃管内的空气以免发生爆炸；实验结束，先熄灭酒精喷灯，通一氧化碳直到玻璃管完全冷却；因为一氧化碳有毒，为防止污染空气，在通一氧化碳之前必须先点燃酒精灯，停止通一氧化碳之后才能熄灭酒精灯．故填：③①⑤⑥②④；
（2）一氧化碳具有还原性，能将灼热的红棕色氧化铁粉末还原成黑色的铁粉，同时生成二氧化碳．二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；红棕色粉末逐渐变黑；澄清石灰水变浑浊；
（3）尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排入空气中．故答案为：CO有毒，会污染空气；
（4）炼铁要用到焦炭，它有两个作用，炼铁需要高温，一方面焦炭在燃烧的过程中能放出大量的热，另一方面炼铁还需要一氧化碳，焦炭又可以把刚生成的二氧化碳还原为一氧化碳．因为铁水的密度比炉渣的密度大，所以生铁出口低于炉渣出口；故答案为：反应生成还原剂一氧化碳；铁水的密度大于炉渣密度，滤渣起到过滤作用，便于固液分离．

点评 本题以CO还原氧化铁实验来考查实验现象、尾气处理、化学反应方程式等，考查知识点多，较好的考查了实验与基础知识的结合．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．