Question

15．在實驗室里，可以利用如圖裝置制得鐵．
（1）A處玻璃管內的反應現象為紅色粉末變成黑色．
所發(fā)生反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）B處可觀察到的現象是澄清石灰水變渾濁；反應方程式為CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
C處酒精燈的作用是點燃尾氣，防止污染空氣
（3）待氧化鐵完全反應后，停止加熱A處，在斷開A、B之前應繼續(xù)通入一氧化碳至A處玻璃管冷卻．若不繼續(xù)通入一氧化碳．可能出現的后果是石灰水回流至A處玻璃管中，導致玻璃管炸裂；反應生成的鐵被氧化
（4）煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料煉鐵，反應過程如下：

請寫出第 ①②③步反應的化學方程式：①C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂； ②C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；③Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）焦炭的作用是生成還原劑CO，燃燒放熱維持爐溫．

Answer 1

分析 （1）一氧化碳具有還原性，與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳；
（2）B中二氧化碳與石灰水生成碳酸鈣沉淀和水，尾氣中含有一氧化碳據此分析解答即可；
（3）根據裝置的特點進行分析；
（4）反應①是焦炭在高溫下與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳，反應②是二氧化碳與焦炭在高溫下反應生成一氧化碳，反應③主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，寫出反應的化學方程式即可；
（5）焦炭在高爐中主要是提供能量及得到還原劑．

解答 解：（1）一氧化碳具有還原性，與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，會觀察到紅色粉末變成黑色；故填：紅色粉末變成黑色；3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）B中二氧化碳與石灰水生成碳酸鈣沉淀和水，B處可觀察到的現象是：澄清石灰水變渾濁；反應的化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．C裝置的作用是：點燃尾氣，防止污染空氣；
故填：澄清石灰水變渾濁；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；點燃尾氣，防止污染空氣；
（3）停止加熱A處，玻璃管溫度降低，若不繼續(xù)通一氧化碳，B處石灰水會回流至A處玻璃管，導致玻璃管炸裂且反應生成的鐵被氧化．故答案為：石灰水回流至A處玻璃管中，導致玻璃管炸裂；反應生成的鐵被氧化；
（4）反應①是焦炭在高溫下與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳，反應的化學方程式為：C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂；反應②是二氧化碳與焦炭在高溫下反應生成一氧化碳，反應的化學方程式為：C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；反應③主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂；C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）焦炭在高爐中主要是提供能量及得到還原劑，高爐內的反應需要熱量也是需要焦炭提供；故填：生成還原劑CO，燃燒放熱維持爐溫．
本題答案為：
（1）紅色粉末變成黑色；3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）澄清石灰水變渾濁；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；點燃尾氣，防止污染空氣；
（3）石灰水回流至A處玻璃管中，導致玻璃管炸裂；反應生成的鐵被氧化；
（4）C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂；C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）生成還原劑CO，燃燒放熱維持爐溫．

點評 解答本題關鍵是要知道根據生成物分析實驗現象的方法，熟悉方程式的書寫方法，知道一氧化碳還原氧化鐵的注意事項，尾氣的處理方法．