Question

4．钢铁的冶炼是人类文明的一个重要的标志，如图是实验室冶炼铁的装置图
（1）写出冶炼铁的化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）上述实验的现象为红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊．
（3）处理尾气的原因是CO有毒，排入空气会引起空气污染．
（4）用这种方法炼得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是炼得的铁不含杂质比生铁更纯．

Answer 1

分析 根据炼铁原理及实验装置图可得出：该实验用一氧化碳还原氧化铁，用澄清石灰水来检验并吸收产物二氧化碳；在一氧化碳的还原作用下，玻璃管中的红色物质变为黑色；如果通入一氧化碳过量，存在有毒尾气未处理的缺陷．

解答 解：（1）在高温下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）在高温下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验过程中，硬质玻璃管内可以观察到红色粉末变黑．氧化铁在一氧化碳的还原作用下生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；
（3）一氧化碳有毒，排入空气会污染空气，所以要处理尾气．
（4）实验中没有碳的参与得到铁是纯铁，而工业炼铁中含有碳单质．
故答案为：（1）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；（2）红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊；（3）CO有毒，排入空气会引起空气污染；（4）炼得的铁不含杂质比生铁更纯．

点评 本题考查了高炉炼铁的原理以及实验中的注意点，更高层次的要求设计实验（证明铁产生）以及实际搭建装置的实验操作能力．