Question

圖1甲圖是利用一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)裝置示意圖，圖1乙是高爐煉鐵示意圖．請回答下列問題：（A處為澄清石灰水）

（1）甲圖實驗過程中，先要進(jìn)行的是______（填Ⅰ或Ⅱ）．Ⅰ：加熱Ⅱ：通入CO
（2）甲圖中硬質(zhì)玻璃管里發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是______，觀察到A處出現(xiàn)的現(xiàn)象是______，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是______．
（3）甲圖中實驗要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈，其作用是______；其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是______．
（4）乙圖中高爐煉鐵時焦炭的作用是______．
（5）為什么乙圖中出鐵口低于爐渣出口？______．
（6）化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
某同學(xué)取一定質(zhì)量的赤鐵礦粉與過量的木炭粉混合后，用圖2所示裝置以合理的操作步驟測定（氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w）．
①實驗中持續(xù)通入干燥氮氣．加熱前緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間，其作用是______．
②停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸？為什么？______．
（7）試計算：我國鐵礦石資源比較豐富，某鋼鐵廠用1000t 含氧化鐵80% 的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96% 的生鐵的質(zhì)量是多少？（保留一位小數(shù)）

Answer 1

解：（1）為了趕凈裝置中的空氣，應(yīng)該先通一氧化碳再點燃酒精噴燈，若在實驗前未趕裝置中的空氣，容易發(fā)生爆炸；故答案為：Ⅱ；
（2）一氧化碳還原氧化鐵的同時生成鐵和二氧化碳，所以在硬質(zhì)玻璃管里發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是：紅色固體變成黑色；觀察到A處出現(xiàn)的現(xiàn)象是：澄清石灰水變渾濁；其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂0；故答案為：紅色固體變成黑色；石灰水變渾濁；Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂0；
（3）因為一氧化碳有毒，不能直接排到大氣中，可以用點燃的方法除去一氧化碳，所以甲圖中實驗要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈，其作用是：點燃一氧化碳，防止污染空氣；其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是：2CO+O₂2CO₂；故答案為：點燃一氧化碳，防止污染空氣；2CO+O₂2CO₂；
（4）煉鐵要用到焦炭，它有兩個作用，煉鐵需要高溫，一方面焦炭在燃燒的過程中能放出大量的熱，另一方面煉鐵還需要一氧化碳，焦炭又可以把剛生成的二氧化碳還原為一氧化碳；故答案為：①提供熱量、產(chǎn)生高溫；②生成還原劑CO；
（5）因為生鐵密度大于爐渣密度，所以乙圖中出鐵口低于爐渣出口；故答案為：因為生鐵密度大于爐渣密度；
（6）①利用氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w，增重的質(zhì)量就是二氧化碳的質(zhì)量，為排除空氣中二氧化碳的干擾，所以通入干燥氮氣，故答案為：排凈空氣，防止干擾實驗的測定；
②停止加熱前不需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸，因為實驗中要持續(xù)通入氮氣；故答案為：不需要，因為實驗中要持續(xù)通入氮氣；
（7）設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
160 112
1000t×80% 96%x
=
x=583.3t
答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為583.3t．
分析：（1）根據(jù)一氧化碳與三氧化二鐵的操作步驟分析即可；
（2）根據(jù)一氧化碳與三氧化二鐵的反應(yīng)原理、現(xiàn)象分析即可；
（3）根據(jù)CO有毒的性質(zhì)分析即可；
（4）根據(jù)焦炭的反應(yīng)分析作用；
（5）結(jié)合生鐵與爐渣的密度分析即可；
（6）①根據(jù)實驗的目的和空氣的成分分析；
②根據(jù)壓強(qiáng)的變化分析；
（7）根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量求出純鐵的質(zhì)量，再換算出生鐵的質(zhì)量．
點評：本題主要考查了一氧化碳還原氧化鐵及計算、其高爐煉鐵等方面的內(nèi)容；實驗室中用一氧化碳還原氧化鐵制鐵的過程中，一定要注意實驗操作的先后順序，注意實驗前先通一氧化碳再點燃酒精噴燈，實驗結(jié)束后先熄滅酒精噴燈再停止通一氧化碳；考查含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算，注意代入方程式計算的必須是純物質(zhì)的質(zhì)量是正確解答此類題的關(guān)鍵．