某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题．（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置（1）图1设备的名称是．（2）工业炼铁在生产过程中

Question

某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题．

（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置
（1）图1设备的名称是___．
（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是___．加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能___．
（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：___．
（二）如图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强．如果实验成功，请回答下列问题：
（1）图中仪器②的名称为___．
（2）实验过程中的现象：A中___、B中___．
（3）该实验的操作步骤：___．（填序号）
a．点燃A处酒精灯    b．通入CO气体    c．停止通入CO气体   d．熄灭酒精灯．
（4）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe₂O₃进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图3所示．
①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式___．
②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是___（写出计算过程）．写出氧化铁生成该物质的化学方程式为___．
（5）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g．则仪器①中固体减轻的质量为___g．
（6）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有___（填序号字母）．
A．收集一氧化碳　　　　 B．吸收二氧化碳　　　　 C．检验二氧化碳．

Answer 1

（一）
（1）炼铁的主要设备是高炉；
（2）增大反应物的接触面积，可以加快反应速率，所以工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是：增大反应物接触面积，使反应更充分，加快反应速度，二氧化碳和碳高温会生成一氧化碳，所以加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能制取一氧化碳；
（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(高温.)/()2Fe+3CO₂；
（二）
（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，②是集气瓶；
（2）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下会生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，所以实验过程中的现象：A中红棕色固体变成黑色，B中澄清的石灰水变浑浊；
（3）一氧化碳和空气的混合气点燃，可能发生爆炸，热的铁会重新氧化，所以需要先通一氧化碳，将空气排尽，然后加热，实验结束，先撤酒精灯，在停止通一氧化碳，正确的顺序为：badc；
（4）由铁的氧化物有：FeO、Fe₃0₄、Fe₂O₃，在一定的条件下，均能够逐步失去其中的氧，最终被还原为铁，可知在800℃以上时，管内固体质量不再减少，说明只有铁了；
48gFe₂O₃样品中Fe的质量为：48 g×(2×56)/(2×56+3×16)=33.6g
剩余黑色固体中氧元素的质量=46.4克-33.6克=12.8克
黑色固体中Fe、O元素的个数比为：(33.6)/(56)：(12.8)/(16)=3：4
∴固体B的化学式为：Fe₃O₄
化学方程式：CO+3Fe₂O₃(高温.)/() 2Fe₃O₄+CO₂；
（5）混合溶液增加的质量是二氧化碳质量，仪器①中减少的是氧元素的质量
二氧化碳中氧元素的质量为：0.55g×(32)/(44)=0.4g，二氧化碳中有一个氧原子来自金属氧化物，所以仪器①中固体减轻的质量为0.2g；
（6）氢氧化钠、氢氧化钙会与二氧化碳反应，一氧化碳有毒，需要处理，所以实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有：收集一氧化碳，吸收二氧化碳，检验二氧化碳，故选：ABC．
故答案为：（一）
（1）高炉；
（2）增大反应物接触面积，使反应更充分，加快反应速度；制取一氧化碳；
（3）3CO+Fe₂O₃(高温.)/()2Fe+3CO₂；
（二）
（1）集气瓶；  
（2）红棕色固体变成黑色，澄清的石灰水变浑浊；
（3）badc；    
（4）①Fe；
②Fe₃O₄，CO+3Fe₂O₃(高温.)/() 2Fe₃O₄+CO₂；
（5）0.2；
（6）ABC．