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某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验,其装置如下图所示,请回答下列问题.A处通入气体的化学式为______,仪器C的名称是______,C中盛有的...

发布时间: 2024-07-21 06:31:41

题文

某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验,其装置如下图所示,请回答下列问题.
(1)A处通入气体的化学式为______,仪器C的名称是______,C中盛有的试剂是______;
(2)B处发生反应的化学方程式是______;该套装置的不足之处是______;
(3)向20g赤铁矿粉通入足量气体,充分反应后,获得11.2g铁,则赤铁矿石中三氧化二铁的质量分数为______.

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)炼铁是利用了一氧化碳的还原性,所以A处通入的气体为一氧化碳,而C仪器的名称为试管,为了验证是否生成了二氧化碳,所以在试管中应该装入的试剂为氢氧化钙溶液;
(2)炼铁的原理为用一氧化碳作为还原剂,在高温的条件下将铁还原出来,该反应生成了铁和二氧化碳,但是由于一氧化碳的利用率难以达到100%,所以为了防止有毒的一氧化碳直接排放到空气中,引起空气的污染,应该在最后加上尾气处理装置,而本题图中没有尾气处理装置;
(3)设获得11.2g铁需要三氧化二铁的质量为x,则:
Fe2O3+3CO 高温 . 2Fe+3CO2 
160             112
x                11.2g
160112=x11.2g
解得:x=16g
所以赤铁矿石中三氧化二铁的质量分数为:16g20g×100%=80%.
答:赤铁矿石中三氧化二铁的质量分数为80%.
故答案为:(1)CO; 试管;澄清石灰水(或Ca(OH)2溶液);
(2)Fe2O3+3CO 高温 . 2Fe+3CO2;没有进行尾气处理;
(3)80%.

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解析

 高温 . 

考点

据学分高考专家说,试题“某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行.....”主要考查你对 [一氧化碳还原氧化铁 ]考点的理解。

一氧化碳还原氧化铁

氧化铁自身具有氧化性,我们可以用一氧化碳还原氧化铁。
灼热的氧化铁可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铁+X(氧化物)。


实验室一氧化碳还原氧化铁:
反应原理:3CO + Fe2O3
2Fe + 3CO2
装置:

现象:红色粉末逐渐变为黑色;澄清石灰石变浑浊,尾气燃烧时产生蓝色火焰。
实验步骤:
a.检验装置的气密性
b.装入药品并固定装置
c.通入一氧化碳气体并点燃酒精灯
d.待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热
e.当试管内的红色粉末变为黑色时,停止加热
f.待玻璃管内的固体冷却后,停止通一氧化碳,并熄灭酒精灯
实验结论:红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,一氧化碳在高温条件下得到了氧,生成了二氧化碳。
化学反应方程式:
3CO + Fe2O3
2Fe + 3CO2
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
2CO+O2
2CO2

注意事项:
a.反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
b.CO有剧毒,实验应在通风橱中进行,未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。
c.操作顺序:CO要“早出晚归”,洒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO,排尽装置内的空气,防止CO 与空气混合,加热时发生爆炸;实验完毕后要继续通入 CO气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化。

温馨提示:
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