Question

4．实验室模拟炼铁的实验装置如图所示，赤铁矿的主要成分是氧化铁．试回答下列问题：

（1）实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末红色逐渐变成黑色．
（2）玻璃管中反应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，当反应完全后剩余固体需在CO的保护下冷却其原因是防止铁被重新氧化，防止温度降低压强减小，而导致液体倒吸，造成玻璃管炸裂．
（4）图中酒精灯的作用是除去有毒的一氧化碳气体．
（5）若在模拟实验中通入的气体是H₂或CO中的一种，怎样证明通入的气体是CO若澄清的石灰水变浑浊，则证明通入的是CO．

Answer 1

分析 （1）根据实验过程中的实验现象来分析；
（2）在高温的条件下氧化铁被一氧化碳还原为铁，同时产生二氧化碳；
（3）根据可燃性气体不纯加热可能会发生爆炸进行分析解答．防止铁被氧化，石灰水倒吸来分析；
（4）根据一氧化碳有毒，会污染环境，进行分析解答；
（5）根据反应产物来分析．

解答 解：（1）赤铁矿石红色粉末，在高温的条件下被一氧化碳还原为铁，颜色变为黑色；故填：红色逐渐变成黑色；
（2）在高温加热的条件下，一氧化碳能将氧化铁还原为铁，同时生成二氧化碳，反应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃加热氧化铁的酒精灯．当反应完全后剩余固体需在CO的保护下冷却其原因是防止铁被重新氧化，防止温度降低压强减小，而导致液体倒吸，造成玻璃管炸裂；故填：排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸；防止铁被重新氧化，防止温度降低压强减小，而导致液体倒吸，造成玻璃管炸裂；
（4）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，该实验设计装置酒精灯的目的是燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气．故填：除去有毒的一氧化碳气体；
（5）一氧化碳在高温下还原氧化铁生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，而氢气的生成物是水．故填：若澄清的石灰水变浑浊，则证明通入的是CO．

点评 本题难度不大，掌握一氧化碳的化学性质（可燃性、还原性等）、还原氧化铁的实验现象等并能灵活运用是正确解答本题的关键．