Question

4．煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵反應，某同學利用該原理設計了一個實驗，實驗裝置見如圖：
（1）實驗中玻璃管里氧化鐵粉末的顏色變化是紅色粉末變成黑色，觀察到澄清石灰水的現象是澄清的石灰水變渾濁．   
（2）實驗前“通入CO”與“開始加熱”的順序是先通入CO再開始加熱；
（3）實驗后“停止通入CO”與“停止加熱”的順序是先停止加熱再停止通入CO．
（4）實驗要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈，其作用是防止一氧化碳對大氣的污染．
（5）寫出CO還原Fe₂O₃的化學方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（6）實驗開始時要先通入CO，把裝置中的空氣排盡后再
加熱，以防發生爆炸．檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是在右端導氣管口用排水法收集一試管氣體，移近火焰，若發出輕微的噗，證明空氣已經排盡．
（7）待四氧化三鐵完全反應后，停止加熱A處，在斷開A、B之前應繼續通入一氧化碳至A處玻璃管冷卻．若不繼續通入一氧化碳．可能出現的后果是石灰水回流至A處玻璃管中，導致玻璃管炸裂；反應生成的鐵被氧化．

Answer 1

分析 （1）根據氧化鐵發生反應的過程來分析；
（2）根據玻璃管內有空氣，通入一氧化碳易發生爆炸分析；
（3）根據還原出的鐵溫度較高，易于空氣中的氧氣反應重新生成鐵的氧化物分析；
（4）根據一氧化碳是對大氣有污染的氣體分析；
（5）根據反應的原理來分析書寫；
（6）點燃或加熱一氧化碳之前要驗純，據此解答；
（7）根據裝置的特點進行分析．

解答 解：（1）在高溫的條件下，一氧化碳將紅色氧化鐵粉末還原為黑色的鐵粉，同時生成二氧化碳；故填：紅色粉末變成黑色；澄清的石灰水變渾濁；
（2）由于玻璃管內有空氣，通入一氧化碳高溫時易發生爆炸．所以實驗前先通入CO，排凈玻璃管中的空氣再開始加熱．故填：先通入CO再開始加熱；
（3）由于還原出的鐵溫度較高，易于空氣中的氧氣反應重新生成鐵的氧化物．所以，實驗后先停止加熱再停止通入CO，直到玻璃管冷卻為止；故填：先停止加熱再停止通入CO；
（4）為了防止一氧化碳對大氣的污染，所以，實驗時要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈除去反應剩余的CO；故填：防止一氧化碳對大氣的污染；
（5）一氧化碳還原氧化鐵的反應原理為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（6）要檢驗一氧化碳是否將裝置內的空氣排盡，可以在右端導氣管口用排水法收集一試管氣體，移近火焰，若發出輕微的噗，證明空氣已經排盡，故填：在右端導氣管口用排水法收集一試管氣體，移近火焰，若發出輕微的噗，證明空氣已經排盡；
（7）停止加熱A處，玻璃管溫度降低，若不繼續通一氧化碳，B處石灰水會回流至A處玻璃管，導致玻璃管炸裂且反應生成的鐵被氧化．故答案為：石灰水回流至A處玻璃管中，導致玻璃管炸裂；反應生成的鐵被氧化．

點評 解答本題關鍵是要知道根據生成物分析實驗現象的方法，熟悉方程式的書寫方法，知道一氧化碳還原氧化鐵的注意事項，尾氣的處理方法．