Question

【題目】在高溫的條件下，用CO還原金屬氧化物ZnO和Fe2O3的混合粉末。

[提出問題] 在高溫的條件下，CO能還原ZnO和Fe2O3混合粉末嗎？

[進(jìn)行假設(shè)] 上述猜想正確，請寫出其中CO充分還原Fe2O3的化學(xué)方程式為①________________；

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]教材中設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

______________

[提出問題] 實(shí)驗(yàn)后的粉末一定是Zn和Fe嗎？

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)] 實(shí)驗(yàn)后，為證明玻璃管中的粉末是Zn和Fe，請你設(shè)計(jì)下列兩個實(shí)驗(yàn)：

[反思交流]
（1）實(shí)驗(yàn)1：反應(yīng)的化學(xué)方程式可能是③______________；

（2）實(shí)驗(yàn)2：觀察到的現(xiàn)象是：粉末消失，溶液的顏色④___________________；

（3）在上述CO還原ZnO和Fe2O3混合粉末裝置中，為節(jié)省燃料，請你提出在原裝置基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)方法是⑤____________________；

[拓展應(yīng)用] CO能還原某些金屬氧化物，在工業(yè)上可用于煉鐵。在用赤鐵礦煉鐵時(shí)(如圖)，從高爐里流淌出的高溫紅熱的生鐵水沒有大量氧化，有多種因素，你所知道的主要原因是：⑥____________________。

Answer 1

【答案】3CO+Fe2O32Fe+3CO2； 先通CO，后點(diǎn)燃酒精燈，再點(diǎn)燃酒精噴燈；實(shí)驗(yàn)后,先撤走(熄滅)酒精噴燈，冷卻后，停止通CO，再熄滅酒精燈 Zn+FeSO4==Fe+ZnSO4(或其它可溶性銅鹽)； 由無色變成(淺)綠色； 將為其火焰對準(zhǔn)玻璃管加熱，并撤走酒精噴燈 (其它語言，敘述準(zhǔn)確均給分)； 流淌出的是生鐵，含碳量較高，先與氧氣反應(yīng)(若鐵被氧化，又會和碳反應(yīng)而被還原)

【解析】

①CO和Fe2O3高溫條件下反應(yīng)生成二氧化碳和鐵，化學(xué)方程式為①3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；

②加熱或點(diǎn)燃可燃性氣體與空氣的混合物易發(fā)生爆炸，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先通入一氧化碳排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；

③實(shí)驗(yàn)1：活動性強(qiáng)的金屬能與活動性弱的金屬反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)1中反應(yīng)可能是鋅和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋅和鐵，化學(xué)方程式可能是Zn+FeSO4==Fe+ZnSO4；

④實(shí)驗(yàn)2：觀察到的現(xiàn)象是：粉末消失，說明鐵發(fā)生了反應(yīng)生成亞鐵鹽溶液，溶液的顏色淺綠色；

⑤在上述CO還原ZnO和Fe2O3混合粉末裝置中，為節(jié)省燃料，在原裝置基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)方法是將尾氣導(dǎo)管口的火焰對準(zhǔn)盛有ZnO和Fe2O3的玻璃管加熱，并撤走處理尾氣的酒精燈；

⑥流淌出的是生鐵，含碳量較高，碳先與氧氣反應(yīng)，且若鐵被氧化，又會和碳反應(yīng)而被還原，從高爐里流淌出的高溫紅熱的生鐵水沒有大量氧化。