(15分)鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程,把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐,在高溫下,利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式為
① 。某化學興趣小組同學在學習煉鐵的相關內(nèi)容時,對煉鐵時還原劑的選擇進行了如下探究。
【提出問題】單質碳也具有還原性,碳還原氧化鐵的化學方程式為
② 。為什么工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石?
【猜想與假設】焦炭和鐵礦石都是固體,接觸面積小,反應不易完全。
【進行實驗】實驗步驟及注意事項如下:
①稱取兩份相同質量的氧化鐵粉末。一份與足量的碳粉均勻混合放入下圖裝置A的試管中;另一份放入下圖裝置B的玻璃管中。
②裝置A和B兩組實驗同時開始進行。在裝置B的反應中,實驗開始前應先
③ (選填“通CO”或“加熱”); 實驗結束后應繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫,其原因是
④ 。
【實驗現(xiàn)象】當裝置B的玻璃管中固體完全由
⑤ 時(選填“紅色變?yōu)楹谏被颉昂谏優(yōu)榧t色”),裝置A的試管中仍有
⑥ 。
【解釋與結論】焦炭和鐵礦石都是固體,接觸面積小,反應確實不易完全,這可能是工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個原因。
【交流與反思】經(jīng)過查閱資料和討論,該小組同學發(fā)現(xiàn)除了上述原因外,工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石還有一些其它原因,試寫出其中的一個:
⑦ 。
【完善實驗】聯(lián)想到單質碳的一些化學性質,甲同學認為在碳還原氧化鐵的反應中可能還會有CO產(chǎn)生。為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO
2,將該氣體通過下圖的檢驗裝置,正確的連接順序是
⑧ (選填字母,裝置可重復使用)。經(jīng)過檢驗,證實碳還原氧化鐵所得的氣體中確實含有CO和CO
2,因此裝置A的不足之處是
⑨ 。