题目

题型：专项题难度：来源：

铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来．一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为 _________ ．某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究．
【提出问题】单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为 _________ ．为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？
【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全．
【进行实验】实验步骤及注意事项如下：
①称取两份相同质量的氧化铁粉末．一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中．
②装置A和B两组实验同时开始进行．在装置B的反应中，实验开始前应先 _________ （选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是 _________ ．
【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由 _________ 时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有 _________ ．
【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因．
【交流与反思】经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个： _________ ．
【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生．为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO₂，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是 _________ （选填字母，装置可重复使用）．经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO₂，因此装置A的不足之处是 _________ ．
【拓展延伸】乙同学用下图装置测定铁的相对原子质量，主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
①连接装置并检查装置气密性；
②加入药品和水；
③记录c中液面刻度（c为带有刻度的玻璃管）；
④由a向b中滴加稀硫酸至过量；
⑤待b中不再有气体产生并恢复至室温后，记录c中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，室温室压下该气体密度为ρ g/L）．
（1）检验该装置气密性的方法是 _________ ．
（2）为使测得的气体体积更精确，记录c中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应 _________ ．
（3）如果实验过程中，发现稀硫酸的量不足，应 _________ （选填“中途加酸”或“重新实验”）．
（4）丙同学发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步骤是 _________ ．

答案

3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
【提出问题】3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑；
【进行实验】通入CO；防止高温下铁又被进入的空气氧化；
【实验现象】红色变为黑色；红色物质；
【交流与反思】焦炭是固体，不容易和生成的铁分离（合理即可）
【完善实验】C→D→C→E→C；缺少尾气处理装置；
【拓展延伸】（1）提高d管，静止片刻后，c、d液面仍存在高度差，则气密性良好；
（2）使d、c中的液面相平；
（3）重新实验；
（4）测量装置B反应后所得的固体质量（或测量铁粉的质量）．