Question

9．鐵礦石是怎樣煉成鐵呢？某活動小組在模擬了鐵礦石．如下所示．

（1）該活動小組將實驗組裝好后，設計了下列實驗操作步驟：①給玻璃管加熱②停止加熱③通入一氧化碳氣體④停止通入一氧化碳氣體，正確操作步驟③①②④
（2）開始加熱前如何證明裝置中空氣已被排盡在最右端的導管口收集一小試管氣體，進行驗純，若聽到輕微的聲音則證明裝置內的空氣已被排凈
（3）試驗過程中，能證明發生化學反應的現象是玻璃管內的紅色粉末變成黑色、試管內澄清的石灰水變渾濁．
相關化學方式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（4）該實驗中石灰水的作用是什么？驗證二氧化碳的生成．
（5）實驗有一處明顯不妥之處，請加以改正將尾氣點燃或收集．
（6）為進一步證明玻璃管中固體有鐵生成，按要求設計實驗方案．

驗證方法	實驗操作	實驗現象、結論
物理方法
化學方法

Answer 1

分析 （1）根據一氧化碳還原氧化鐵的實驗注意事項分析；
（2）根據氣體的驗純方法來分析；
（3）根據實驗的原理以及實驗現象來分析；
（4）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
（5）根據一氧化碳的毒性和可燃性分析如何尾氣處理；
（6）物理方法可以利用鐵能被磁鐵吸引的特點驗證；化學方法可以利用鐵與稀鹽酸反應生成氫氣的特點驗證．

解答 解：（1）一氧化碳具有可燃性，加熱前一定要先通入一氧化碳氣體，然后給玻璃管加熱，完全反應后停止加熱，為防止生成的鐵又被氧化，要再通一會一氧化碳．所以正確的操作步驟是③①②④；
故答案為：③①②④；
（2）可在盛放石灰水的試管右端導管口收集一小試管氣體，進行檢驗，若聽到尖銳的爆鳴聲說明試管內的空氣沒有排凈，如果出現比較輕微的聲音則說明已經排凈；故填：在最右端的導管口收集一小試管氣體，進行驗純，若聽到輕微的聲音則證明裝置內的空氣已被排凈；
（3）一氧化碳能把紅棕色的氧化鐵粉末還原成黑色的鐵粉，化學反應式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；如果試管中的石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成．故填：玻璃管內的紅色粉末變成黑色；試管內澄清的石灰水變渾濁；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（4）試管中的石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成．故填：驗證二氧化碳的生成；
（5）一氧化碳有毒會污染空氣，所以要進行尾氣處理，可以用點燃或收集的方法．
故答案為：將尾氣點燃或收集；
（6）為進一步證明玻璃管中固體有新物質鐵生成，用物理方法時可用鐵能被磁鐵吸引的特點驗證；用化學方法時可以利用鐵與稀鹽酸反應生成氫氣的特點驗證．答案見下表：

驗證方法	實驗操作	實驗現象、結論
物理方法	用磁鐵吸引	有固體被吸引，固體中含有鐵
化學方法	加稀鹽酸	有氣泡冒出，固體中含有鐵

點評 本題考查一氧化碳還原氧化鐵的步驟、現象、化學反應式的書寫，以及用不同的方法驗證鐵的存在，需要同學們具有比較全面的化學知識．