Question

某化学实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行了实验，其装置如下图所示，请回答下列问题：

（1）A处的实验现象是     ；B处实验现象为      ；C处酒精灯的作用是    。
（2）按此原理炼铁，如生产20 t含杂质5 %的生铁，理论上需要含70 %的Fe₂O₃的赤铁矿     t。（保留一位小数）

Answer 1

（1）红色变为黑色；澄清变浑浊；燃烧未反应的一氧化碳，防止CO扩散到空气中
（2）38.8

试题分析：（1）由于通入的CO具有还原性，在高温下能够把红色的氧化铁还原为黑色的铁，同时生成二氧化碳气体，故可见玻璃管A中的现象是红色固体变为黑色，而B处的澄清石灰水会变浑浊；由于反应中会有未反应的一氧化碳从C处逸出，故要在C处放置一盏燃烧的酒精灯，可以将未反应的一氧化碳燃烧掉，从而防止CO扩散到空气中。
（2）可先根据生铁的质量和杂质的含量5%，求出生成的纯铁的质量=20t×（1-5%）=19t；再利用化学方程式中铁与氧化铁的质量比，可求出氧化铁的质量，最后除以赤铁矿中氧化铁的质量分数，即可求出赤铁矿的质量。
设需要氧化铁的质量为x
3CO+Fe₂O₃3CO₂+2Fe
160           112
X             19t
160：112= X：19
解得，x=27.14t
则赤铁矿的质量=27.14t÷70%=38.8t
答：理论上需要含70 %的Fe₂O₃的赤铁矿38.8t。
点评：熟记一氧化碳还原氧化铁的实验现象和操作注意事项，是解答第（1）问的关键；至于含杂质物质的化学反应的有关计算，要注意代入化学方程式计算的物质质量应为参加反应的物质质量。