Question

11．為了研究煉鐵的主要反應實質，某化學興趣小組的同學用一氧化碳還原三氧化二鐵做實驗．裝置如圖．請回答下列問題：
（1）在實驗開始后可觀察到如下現(xiàn)象：玻璃管中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏�，這說明了三氧化二鐵在反應中失去了氧而被還原，這種粉末就是被還原出來的鐵；澄清石灰水中出現(xiàn)渾濁，這說明了一氧化碳奪取了三氧化二鐵中的氧而被氧化，產生了二氧化碳氣體．
（2）寫出上述反應的有關化學方程式：
①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
若一氧化碳是足量的，要制得 56g鐵，需要三氧化二鐵至少80g，同時能產生二氧化碳66g．（寫出計算過程）
同學們利用該裝置進行一氧化碳還原氧化鐵的實驗．在實驗中出現(xiàn)了以下一些現(xiàn)象，請你幫助分析原因．
（1）有一組完成實驗后將得到的黑色固體倒在白紙上，發(fā)現(xiàn)能被磁鐵吸引，但同時看到白紙上冒火星，被燒一個洞，吸到磁鐵上的黑色粉末不一會兒又變紅了．未冷卻到室溫，導致鐵重新被氧化．
（2）有一組加熱時發(fā)生爆炸．未先通入一氧化碳就直接加熱．
（3）又有一組同學只有一只酒精燈，請你幫助他們想辦法完成這個實驗．

Answer 1

分析 根據已有的知識進行分析解答，一氧化碳能與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，根據一氧化碳不純時點燃或加熱可能產生爆炸解答；根據反應的化學方程式結合物質的質量進行計算．

解答 解：（1）一氧化碳能與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，玻璃管中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏�，這說明了三氧化二鐵在反應中失去了氧而被還原，這種粉末就是被還原出來的鐵；澄清石灰水中出現(xiàn)渾濁，這說明了一氧化碳奪取了三氧化二鐵中的氧而被氧化，產生了二氧化碳氣體．故填：紅，黑，氧，鐵，渾濁，氧，二氧化碳；
（2）①一氧化碳能與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，故填：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
要制得 56g鐵，設需要三氧化二鐵的質量為x，同時能產生二氧化碳的質量為y
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160              112  132
x                 56g  y
$\frac{160}{x}=\frac{112}{56g}=\frac{132}{y}$
x=80g，y=66g
故填：80，66；
（1）得到的黑色固體倒在白紙上，發(fā)現(xiàn)能被磁鐵吸引，但同時看到白紙上冒火星，被燒一個洞，吸到磁鐵上的黑色粉末不一會兒又變紅了．說明該實驗中未冷卻到室溫就直接倒在了白紙上，導致鐵重新被氧化．故填：未冷卻到室溫，導致鐵重新被氧化；
（2）有一組加熱時發(fā)生爆炸．可能是因為未先通入一氧化碳就直接加熱，故填：未先通入一氧化碳就直接加熱．
（3）有一組同學只有一只酒精燈，可以利用一氧化碳的可燃性，使用玻璃彎管將尾氣引入酒精燈下進行燃燒處理，既能處理尾氣，又能節(jié)約能源，故答案為：使用玻璃彎管將尾氣引入酒精燈下進行燃燒處理．

點評 本題考查的是一氧化碳還原氧化鐵的知識，完成此題，可以依據已有的一氧化碳和氧化鐵反應的實驗現(xiàn)象以及物質的性質進行．