Question

鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來．一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式為 _________ ．某化學興趣小組同學在學習煉鐵的相關內容時，對煉鐵時還原劑的選擇進行了如下探究．
【提出問題】單質碳也具有還原性，碳還原氧化鐵的化學方程式為 _________ ．為什么工業上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石？
【猜想與假設】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應不易完全．
【進行實驗】實驗步驟及注意事項如下：
①稱取兩份相同質量的氧化鐵粉末．一份與足量的碳粉均勻混合放入下圖裝置A的試管中；另一份放入下圖裝置B的玻璃管中．
②裝置A和B兩組實驗同時開始進行．在裝置B的反應中，實驗開始前應先 _________ （選填“通CO”或“加熱”）； 實驗結束后應繼續通入CO直至冷卻至室溫，其原因是 _________ ．

【實驗現象】當裝置B的玻璃管中固體完全由 _________ 時（選填“紅色變為黑色”或“黑色變為紅色”），裝置A的試管中仍有 _________ ．
【解釋與結論】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應確實不易完全，這可能是工業上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個原因．
【交流與反思】經過查閱資料和討論，該小組同學發現除了上述原因外，工業上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石還有一些其它原因，試寫出其中的一個： _________ ．
【完善實驗】聯想到單質碳的一些化學性質，甲同學認為在碳還原氧化鐵的反應中可能還會有CO產生．為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO₂，將該氣體通過下圖的檢驗裝置，正確的連接順序是 _________ （選填字母，裝置可重復使用）．經過檢驗，證實碳還原氧化鐵所得的氣體中確實含有CO和CO₂，因此裝置A的不足之處是 _________ ．

【拓展延伸】乙同學用下圖裝置測定鐵的相對原子質量，主要實驗步驟如下（必要的固定裝置已略去）：
①連接裝置并檢查裝置氣密性；
②加入藥品和水；
③記錄c中液面刻度（c為帶有刻度的玻璃管）；
④由a向b中滴加稀硫酸至過量；
⑤待b中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄c中液面刻度，計算得到氣體的體積為V mL（經查，室溫室壓下該氣體密度為ρ g/L）．

（1）檢驗該裝置氣密性的方法是 _________ ．
（2）為使測得的氣體體積更精確，記錄c中液面刻度時，除使視線與凹液面的最低處相平外，還應 _________ ．
（3）如果實驗過程中，發現稀硫酸的量不足，應 _________ （選填“中途加酸”或“重新實驗”）．
（4）丙同學發現實驗中由于缺少某一步驟導致數據缺乏而無法計算，該步驟是 _________ ．

Answer 1

3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
【提出問題】3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑；
【進行實驗】通入CO；防止高溫下鐵又被進入的空氣氧化；
【實驗現象】紅色變為黑色；紅色物質；
【交流與反思】焦炭是固體，不容易和生成的鐵分離（合理即可）
【完善實驗】C→D→C→E→C；缺少尾氣處理裝置；
【拓展延伸】（1）提高d管，靜止片刻后，c、d液面仍存在高度差，則氣密性良好；
（2）使d、c中的液面相平；
（3）重新實驗；
（4）測量裝置B反應后所得的固體質量（或測量鐵粉的質量）．