Question

12．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应．某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求填空：

（1）实验中盛氧化铁的玻璃管中可观察到的现象是红棕色粉末变成黑色；
（2）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是处理尾气，防止污染环境；
（3）炼铁的原理用化学方程式表示为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）钢是通过生铁炼制而成的，在炼钢的过程中用纯氧而不用空气的原因是促使反应更加剧烈，并获得更多的热量．

Answer 1

分析 （1）根据反应物生成物的性质分析反应的现象；
（2）根据一氧化碳有毒，需要尾气处理进行分析；
（3）根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
（4）根据氧气具有助燃性，氧气浓度越大，燃烧越剧烈进行分析．

解答 解：（1）在高温条件下，一氧化碳能与氧化铁反应生成了铁和二氧化碳，所以玻璃管中可观察到的现象是：红棕色变成黑色；
（2）一氧化碳有毒，需要尾气处理，所以右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是：处理尾气，防止污染环境；
（3）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）炼钢是进一步除去炼出的铁中的杂质的过程，利用的是氧气与杂质金属反应．因为杂质含量本来就不多，所以如果采用空气的话，氧气含量只有不到$\frac{1}{5}$，与杂质金属接触的几率更小了，不利于除杂，空气中还含有一部分杂质气体很难从钢水中除去．同时由于氧气与杂质反应剧烈放热，为反应进行提供了热量，便于达到熔点，提高钢材坚韧度等指标．综合以上论述，在炼钢的过程中用纯氧而不用空气的原因是：促使反应更加剧烈，并获得更多的热量．
故答案为：（1）红棕色变成黑色；
（2）处理尾气，防止污染环境；
（3）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）促使反应更加剧烈，并获得更多的热量．

点评 本题主要考查一氧化碳与氧化铁反应实验装置、实验现象、一氧化碳的化学性质和污染，属基础性知识考查题．