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    （15分）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为                ①                   。某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。
    【提出问题】单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为          ②        。为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？
    【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。
    【进行实验】实验步骤及注意事项如下：
    ①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中。
    ②装置A和B两组实验同时开始进行。在装置B的反应中，实验开始前应先    ③     （选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是     ④    。

    【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由       ⑤        时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有        ⑥         。
    【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。
    【交流与反思】经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个：          ⑦       。
    【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是         ⑧         （选填字母，装置可重复使用）。经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2，因此装置A的不足之处是   ⑨ 。
    ①3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2 （2分）
    【提出问题】②3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2↑（2分）
    【进行实验】③通CO （1分） ④  防止高温下铁又被进入的空气氧化（2分）
    【实验现象】⑤红色变为黑色 （1分）   ⑥仍有红色物质（1分）
    【交流与反思】⑦焦炭是固体，不容易和生成的铁分离（或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度；或焦炭与氧气反应生成一氧化碳的同时放出大量的热，可提供一氧化碳还原铁矿石所需的高温，节约能源）（合理即可）（2分）
    【完善实验】⑧C→D→C→E→C  （2分） ⑨缺少尾气处理装置（2分）

    【提出问题】熟记碳还原氧化铁的化学反应式；
    【进行实验】②根据可燃性气体与空气混合加热时有爆炸的危险考虑；
    【实验现象】根据氧化铁是红色，铁粉是黑色分析判断现象；
    【交流与反思】根据实验完成后还要考虑分离出所要得到的物质考虑；
    【完善实验】根据澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体考虑
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：初中化学 来源：不详 题型：单选题

    如右图所示，是实验室用CO还原氧化铁的装置， 关于该实验，下列说法错误的是(    )
    A．实验时应先给玻璃管加热，后通CO
    B．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
    C．实验中能观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变成黑色
    D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置

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    科目：初中化学 来源：不详 题型：实验题

    化学实验课上老师要求分组除去铁制品和锈铜币表面的锈层并对废液进行处理。请你参与并回答相关问题。

    (1)实验一：表面除锈
    甲组：将锈铁器放入适量稀硫酸中，微热。观察到①溶液变成黄色，铁锈逐渐消失。一段时间后，②锈层完全消失，铁器表面有细小气泡产生，③黄色溶液逐渐变为浅绿色。
    a)  现象①发生的化学反应方程式为：___________，
    b)  ②中铁器表面的气泡是什么气体__    _；
    c)  大家对现象③不理解，老师提示大家：金属单质铁和铜都可以将+3价的铁元素转变为+2价铁元素，其中铜发生的反应过程为2FeCl3+Cu → 2FeCl2 + CuCl2 。
    请你根据老师的提示推测产生现象③的原因            。（只写出有关反应的化学方程式）
    乙组：（1）在锈铜钱中加入适量稀硫酸。观察到①绿色锈层很快消失，同时产生大量气泡，溶液变成蓝色 。②将气体收集，通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。由此，小军等同学推断，绿色铜锈层中肯定含有的元素有_________。
    (2)实验二：废液回收
    废液桶中收集了溶有大量FeSO4、CuSO4的废水，若直接排放到下水道，不仅造成重金属污染而且浪费资源。小组讨论后设计了如下回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案：

    请完成下列有关问题：
    ① 金属X是       ，其加入废水后发生反应的化学方程式为                   ；
    利用溶液Y除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为            。

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    科目：初中化学 来源：不详 题型：填空题

    铁制品锈蚀过程，实际是铁与空气中的（    ）、（       ）等发生化学反应的过程。防止金属锈蚀可采取（        ）、（           ）两种方法。            

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    科目：初中化学 来源：不详 题型：单选题

    物质在潮湿的空气中发生的变化，主要与空气中的某些气体有关，下列说法正确的是
    A．铜器表面生成铜绿[Cu2 (OH) 2CO3]与氧气、水蒸气、二氧化碳有关
    B．钢铁生锈只与氧气有关
    C．生石灰久置变质只与水有关
    D．烧碱暴露在空气中潮解、变质与水蒸气和二氧化碳有关

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    科目：初中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列物质发生的变化与空气的成分无关的是                           
    A．钢铁在空气中生锈B．生石灰在空气中变质
    C．烧碱固体在空气中潮解、变质D．碳酸氢铵露置在空气中质量减少

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    科目：初中化学 来源：不详 题型：单选题

    如右图所示实验，放置1—2周时间后，装置中能出现的现象是
    A．铁丝无变化
    B．试管内的液面高度无变化
    C．铁丝逐渐消失
    D．试管内的液面上升

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    科目：初中化学 来源：不详 题型：填空题

    （2010·甘肃兰州，30）钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟                 等物质相互作用的结果。试举两种减缓钢铁锈蚀的方法：①         、②       ；工人师傅在焊接钢铁制品时，通常先用稀盐酸清洗制品，原因是（用化学方程表示）：           。而放置在空气中的铝制品却不易被腐蚀。请你分析原因（用化学方程式表示）：                      。

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    科目：初中化学 来源：不详 题型：填空题

    保护金属资源的有效途径是防止______，回收利用废旧金属，______，以及______．

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