Question

下圖是提純CO、CO₂混合氣體中的CO并還原氧化鐵的示意圖。請回答有關(guān)問題：

（1）為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方框中連接的是D和E，導(dǎo)管接口的連接順序?yàn)閍→ (    )→(    )→ (     )。D裝置中NaOH的作用是                 。

如果導(dǎo)管連接錯誤，后果是____________  ____________________________。

（2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，B裝置的玻璃管中的現(xiàn)象為                              ，反應(yīng)方程式為                               。用這種方法“煉”得的鐵與工業(yè)上煉出的生鐵在組成上的最大區(qū)別是___________             __         ____________。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要從A裝置的混合溶液中回收得到較純凈的NaOH固體。

資料顯示，在不同溫度下NaOH的溶解度如下：

溫度(℃)	10	20	40	60	80	100
溶解度(g/100g水)	64	85	138	203	285	376

利用實(shí)驗(yàn)室的試劑和條件，實(shí)驗(yàn)步驟如下(其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為實(shí)驗(yàn)操作)：

請具體填寫試劑A的化學(xué)式以及實(shí)驗(yàn)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名稱。

①化學(xué)式：A_________  ____________；

②操作名稱：Ⅰ_________  ________   Ⅱ________  ___________  Ⅲ________  __________。

③如果在操作Ⅱ的過程中，溶液B中出現(xiàn)少量渾濁，原因可能是                      。

 

Answer 1

【答案】

(1)d、b、e(全對給1分)；除去殘余的二氧化碳  CO排入空氣中會污染空氣  

(2)固體由紅棕色變成黑色；3CO+ Fe₂O₃高溫2Fe+3 CO₂     

“煉”得的鐵不含碳，工業(yè)上的生鐵含有碳

（3）①Ca(OH)₂  ② 過濾  加熱（蒸發(fā)，加熱濃縮） 冷卻（降溫結(jié)晶）

③ Ca(OH)₂的溶解度隨溫度升高而降低，從溶液B中析出，形成渾濁

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意，要回收利用一氧化碳，需將一氧化碳收集起來，可將一氧化碳通入D裝置，由于一氧化碳不溶于水，也不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故能將氫氧化鈉溶液排入E裝置，從而收集到一氧化碳，所以導(dǎo)管接口的連接順序?yàn)閐、b、e；如果導(dǎo)管連接錯誤，CO會直接排入空氣中，污染空氣；C裝置中NaOH的作用是吸收B中沒反應(yīng)掉的二氧化碳。

（2）由于氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)能生成鐵和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+ Fe₂O₃高溫2Fe+3CO₂；其中氧化鐵是紅棕色的，鐵粉是黑色的，故玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象為：固體由紅棕色變成黑色；用這種方法“煉”得的鐵是純鐵，不含碳，而工業(yè)上煉出的生鐵含有碳。

（3）根據(jù)圖示可知，A裝置的混合溶液中含有反應(yīng)剩余的氫氧化鈉和二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成的碳酸鈉，故要從A裝置的混合溶液中回收得到較純凈的NaOH固體，需要先除去其中的Na₂CO₃雜質(zhì)，可用過量的Ca(OH)₂與Na₂CO₃反應(yīng),生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，過濾出沉淀，即可得到氫氧化鈉溶液（含有少量剩余的氫氧化鈣溶液），再根據(jù)資料可知，氫氧化鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，且受溫度影響較大，而氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，故要得到較純凈的NaOH固體，要用降溫結(jié)晶的方法。

①結(jié)合上面的分析，加入過量的A產(chǎn)生白色沉淀，故知A為Ca(OH)₂；

②操作Ⅰ是將白色固體和溶液B分離的方法，故為過濾；結(jié)合上面的分析，要對氫氧化鈉溶液蒸發(fā)濃縮后再降溫結(jié)晶，故操作Ⅱ?yàn)榧訜�，操作Ⅲ為冷卻。

③由于反應(yīng)剩余的Ca(OH)₂的溶解度隨溫度升高而降低，故加熱時(shí)，由于溶解度的減小，Ca(OH)₂會從溶液B中析出，形成渾濁。

考點(diǎn)：一氧化碳還原氧化鐵，實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)的探究，碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)，書寫化學(xué)方程式，物質(zhì)除雜或凈化的探究，混合物的分離

點(diǎn)評：對于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。