Question

8．現利用CO來還原TiO₂、Fe₂O₃的混合物提煉單質鈦（Ti）和鐵，裝置如圖所示．試回答問題．
（1）寫出CO還原鈦鐵礦生成鈦的發生反應化學方程式：2CO+TiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2CO₂．
（2）可用簡單的物理方法將鈦和鐵兩種物質分開，該方法是用磁鐵吸引．
（3）就實驗操作順序的問題兩位同學出現了分歧．瑞蓮同學認為先通一段時間CO排出空氣，然后再點燃C和A中的酒精燈，錢旭同學認為這樣做不好，其理由是CO擴散到空氣中會造減污染；錢旭認為先點燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，瑞蓮也提出反對，她的理由是CO與儀器中的空氣混合受熱易引起爆炸．老師認為她們的反對意見都有一定道理，于是給這兩位同學提供了氮氣，幫助她們解決了的困難．你認為她們應是怎么安排通氣和點酒精燈的順序的？先通氮氣排盡裝置內空氣后，點燃C處的酒精燈，再通CO，再點燃A處酒精燈（A處酒精燈也可安排在通氮氣后，通CO前點燃）．

Answer 1

分析 （1）利用“類比、遷移”的方法：一氧化碳與TiO₂、Fe₂O₃分別反應，生成單質鈦和鐵；
（2）用CO還原鈦鐵礦，生成鈦和鐵的混合物，用簡單的物理方法將兩種物質分開：考慮磁鐵吸鐵性質；
（3）此題主要考慮：一氧化碳的毒性，對環境的污染性；一氧化碳的可燃性，如果不純，點燃可能會爆炸．

解答 解：（1）由題意“利用CO來還原TiO₂、Fe₂O₃的混合物提煉單質鈦和鐵”，可知反應物、生成物、反應條件，故化學方程式分別為：2CO+TiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2CO₂；
故填：2CO+TiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2CO₂；
（2）用CO還原鈦鐵礦，生成鈦和鐵的混合物，主用簡單的物理方法將兩種物質分開：用磁鐵吸引鐵粉；故填：用磁鐵吸引；
（3）此題主要考慮：一氧化碳的毒性，對環境的污染性；一氧化碳的可燃性，如果不純，點燃可能會爆炸．故小亮認為這樣做不好，他的理由CO有劇毒，對空氣有污染；小亮認為先點燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，小月又提出反對，她的理由是CO與容器內空氣混合，點燃后可能會發生爆炸；正確的方法是：先通一段時間氮氣，排盡玻璃管內空氣，然后再點燃酒精燈．
故填：CO擴散到空氣中會造減污染；CO與儀器中的空氣混合受熱易引起爆炸；先通氮氣排盡裝置內空氣后，點燃C處的酒精燈，再通CO，再點燃A處酒精燈（A處酒精燈也可安排在通氮氣后，通CO前點燃）．

點評 由于一氧化碳既具有可燃性能與空氣混合時點燃可能出現爆炸且有毒直接排放會造成污染，在使用一氧化碳氣體時，要充分注意到這兩個方面．