Question

（2011?白下区二模）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来．一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为______ 2Fe+3CO₂

Answer 1

【答案】分析：熟记一氧化碳还原氧化铁的化学反应式；
【提出问题】熟记碳还原氧化铁的化学反应式；
【进行实验】②根据可燃性气体与空气混合加热时有爆炸的危险考虑；
【实验现象】根据氧化铁是红色，铁粉是黑色分析判断现象；
【交流与反思】根据实验完成后还要考虑分离出所要得到的物质考虑；
【完善实验】根据澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体考虑；
【拓展延伸】（1）认真分析其原理，利用大气压强的知识来解释检验装置气密性的方法；
（2）为使测得的气体体积更精确，记录c中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应d处观察上升的是否与c中下降的一致；以尽量减少误差；
（3）如果实验过程中，发现稀硫酸的量不足，应中途加酸还是重新实验：中途添加酸时，会造成气体逸散，影响气体体积的精确测量
（4）已知气体的体积，根据密度，可以求出气体的质量；但不知道剩余固体质量或铁粉的质量，无法计算．所以实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步骤是：测量装置B反应后所得的固体质量（或测量铁粉的质量）．
解答：解：一氧化碳还原氧化铁的化学反应式是：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂．
故答案为：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
【提出问题】碳还原氧化铁的化学反应式是：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑．
故答案为：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑；
【进行实验】为防止一氧化碳与空气混合加热时，引起爆炸，在实验前要先通入CO；防止高温下铁又被进入的空气氧化，实验结束后，应继续通入CO直至冷却至室温．
故答案为：通入CO；防止高温下铁又被进入的空气氧化；
【实验现象】因氧化铁是红色，铁粉是黑色，B中的氧化铁被完全还原后，由红色变成黑色．此时由于A中的氧化铁还没有被完全还原，仍有红色物质．
故答案为：红色变为黑色；红色物质；
【交流与反思】实验完成后还要考虑分离出所要得到的铁，焦炭和铁都是固体，不易分离，也是不用碳还原氧化铁的原因．
故答案为：焦炭是固体，不容易和生成的铁分离（合理即可）
【完善实验】澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体，所以先用C检验二氧化碳的存在，为防止二氧化碳影响实验的结论，再用D中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，再次连接C检查二氧化碳是否被完全吸收；然后将气体通过E，并再次连接C，如果氧化铜由黑色变成红色，C中的澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳气体．因有一氧化碳存在，要进行尾气处理，而图中缺少此装置．
故答案为：C→D→C→E→C；缺少尾气处理装置；
【拓展延伸】（1）注意检验该装置的气密性的方法：提高d管，静止片刻后，c、d液面仍存在高度差，则气密性良好．
故答案为：提高d管，静止片刻后，c、d液面仍存在高度差，则气密性良好；
（2）除使视线与凹液面的最低处相平外，还应d处观察上升的是否与c中下降的一致．
故答案为：使d、c中的液面相平；
（3）中途添加酸时，会造成气体逸散，影响气体体积的精确测量，所以要重新实验．
故答案为：重新实验；
（4）已知气体的体积，根据密度，可以求出气体的质量，但不知道装置B反应后所得的固体质量（或测量铁粉的质量），无法计算．实验中由于数据缺乏而无法计算，该步骤是：装置B反应后所得的固体质量（或测量铁粉的质量）．
故答案为：测量装置B反应后所得的固体质量（或测量铁粉的质量）．
点评：本题以实验探究的形式考查化学反应式的书写、实验中的注意事项、以及不用碳还原氧化铁的原因，还有相关的拓展实验，可谓考查详尽，即考查了知识，又培养了学生的细心、耐心分析解决问题的能力．