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

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______.

一氧化碳还原氧化铁的化学反应式是:3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
故答案为:3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
【提出问题】碳还原氧化铁的化学反应式是:3C+2Fe2O3
 高温 
.
 
4Fe+3CO2↑.
故答案为:3C+2Fe2O3
 高温 
.
 
4Fe+3CO2↑;
【进行实验】为防止一氧化碳与空气混合加热时,引起爆炸,在实验前要先通入CO;防止高温下铁又被进入的空气氧化,实验结束后,应继续通入CO直至冷却至室温.
故答案为:通入CO;防止高温下铁又被进入的空气氧化;
【实验现象】因氧化铁是红色,铁粉是黑色,B中的氧化铁被完全还原后,由红色变成黑色.此时由于A中的氧化铁还没有被完全还原,仍有红色物质.
故答案为:红色变为黑色;红色物质;
【交流与反思】实验完成后还要考虑分离出所要得到的铁,焦炭和铁都是固体,不易分离,也是不用碳还原氧化铁的原因.
故答案为:焦炭是固体,不容易和生成的铁分离(合理即可)
【完善实验】澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体,所以先用C检验二氧化碳的存在,为防止二氧化碳影响实验的结论,再用D中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,再次连接C检查二氧化碳是否被完全吸收;然后将气体通过E,并再次连接C,如果氧化铜由黑色变成红色,C中的澄清石灰水变浑浊,说明有一氧化碳气体.因有一氧化碳存在,要进行尾气处理,而图中缺少此装置.
故答案为:C→D→C→E→C;缺少尾气处理装置;
【拓展延伸】(1)注意检验该装置的气密性的方法: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.
故答案为: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)除使视线与凹液面的最低处相平外,还应d处观察上升的是否与c中下降的一致.
故答案为:使d、c中的液面相平;
(3)中途添加酸时,会造成气体逸散,影响气体体积的精确测量,所以要重新实验.
故答案为:重新实验;
(4)已知气体的体积,根据密度,可以求出气体的质量,但不知道装置B反应后所得的固体质量(或测量铁粉的质量),无法计算.实验中由于数据缺乏而无法计算,该步骤是:装置B反应后所得的固体质量(或测量铁粉的质量).
故答案为:测量装置B反应后所得的固体质量(或测量铁粉的质量).
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答