Question

15．如图是课堂中模拟炼铁的实验装置．工业上常用一氧化碳还原赤铁矿石来炼铁，试写出炼铁主要反应方程式：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（1）硬质玻璃管中的现象为红色物质逐渐变成黑色，装有澄清石灰水的试管中的现象为澄清石灰水变浑浊，试管中发生反应的方程式为Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）实验开始时，先要进行的是Ⅱ（填Ⅰ或Ⅱ）
（3）Ⅰ．加热Ⅱ．通一氧化碳
（4）实验过程中，发现玻璃管炸裂，经检查分析造成此次实验失败的原因是一操作顺序错误所致，请你帮他说明先停止通一氧化碳，后撤酒精喷灯．
（5）该实验设计的不足之处是没有尾气处理．

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，先排尽装置中的空气，用澄清石灰水来检验产物二氧化碳．通入一氧化碳过量，存在有毒尾气未处理的缺陷．实验中的安全问题是本题的重点考查内容．同时考查了实验现象和反应化学方程式的书写．

解答 解：一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（1）硬质玻璃管中的现象为：红色物质逐渐变成黑色，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以装有澄清石灰水的试管中的现象为：澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）为防止CO与空气混合加热时引起爆炸，进行加热前要先通入CO排出装置内空气．故实验过程中，先要进行的是Ⅱ；
（3）实验过程中，发现玻璃管炸裂，经检查分析造成此次实验失败的原因是：先停止通一氧化碳，后撤酒精喷灯；
（4）尾气中含有毒气体CO没经处理直接排放到空气中，这是此实验中的不足，应加以改进．
故答案为：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（1）红色物质逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）Ⅱ；
（3）先停止通一氧化碳，后撤酒精喷灯；
（4）没有尾气处理．

点评 本题主要对一氧化碳还原氧化铁的实验的相关知识进行了考查，该实验是中考的热点，要加强训练．