Question

3．化學興趣小組的同學設計了用一氧化碳氣體還原氧化鐵的實驗裝置，如圖所示，回答下列問題：
（1）為了避免玻璃管a在加熱時可能發生爆炸，加熱前應先通一氧化碳排盡玻璃管內空氣
（2）a管中Fe₂O₃發生反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（3）B裝置除了吸收CO₂氣體外，還能起什么作用？可收集純凈的CO，防止CO逸出污染空氣
（4）a管中氧化鐵全部還原成鐵，熄滅酒精燈后再通一段時間的CO，作用是防止生成熱的鐵被空氣中的氧氣氧化，并能防止倒吸．

Answer 1

分析 （1）根據一氧化碳具有可燃性，與空氣混合，加熱可能會發生爆炸進行分析；
（2）一氧化碳在高溫下與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，據此書寫方程式；
（3）根據氫氧化鈉的性質，裝置C中的氫氧化鈉溶液可以把尾氣中的二氧化碳全部除去，同時把剩余的一氧化碳氣體收集，以防止一氧化碳排出而污染空氣；
（4）實驗結束后應先停止加熱，待玻璃管冷卻后再停止通一氧化碳氣體．若這兩個操作次序顛倒了，生成的鐵在高溫條件下又被進入的氧氣氧化為氧化鐵．

解答 解：（1）一氧化碳具有可燃性，與空氣混合，加熱可能會發生爆炸，所以在加熱前要先通一氧化碳排盡玻璃管內空氣防止一氧化碳不純發生爆炸；故填：先通一氧化碳排盡玻璃管內空氣；
（2）在高溫條件下，一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）裝置C內盛有氫氧化鈉溶液可以除去尾氣中的二氧化碳，同時一氧化碳氣體排出裝置內的溶液而被收集，防止造成空氣污染；故填：可收集純凈的CO，防止CO逸出污染空氣；
（4）實驗結束后要等試管冷卻后才停止通一氧化碳，是為了防止生成熱的鐵被空氣中的氧氣氧化，并能防止倒吸．故填：防止生成熱的鐵被空氣中的氧氣氧化，并能防止倒吸．

點評 本題通過一氧化碳還原氧化鐵的化學反應讓同學們了解煉鐵的原理，通過對反應前后物質的變化來判斷現象以及對最后的環境污染物進行處理，是同學們應掌握的基本技能．注意：用CO、H₂還原氧化銅時應注意操作的先后順序：應先通氣體，以便把裝置中的空氣趕凈，然后再給試管加熱．