地球上的金屬資源除了金、銀等不活潑以單質形式存在外,其余都以化合物的形式存在形成金屬礦石,那么礦石是怎樣變成金屬的呢?今天我們以實驗一氧化碳還原氧化鐵為例,學習金屬冶煉的基本原理。
(1)檢查裝置氣密性
(2)將氧化鐵粉末裝入硬質玻璃管后固定在鐵架臺上
(3)先向硬質玻璃管中通入一段時間的一氧化碳
【解讀】CO具有可燃性,點燃或加熱CO與空氣的混合物可能會引起爆炸,因此先通入CO將裝置中的空氣排盡后,才能點燃酒精噴燈。
(4)點燃右側酒精燈
【解讀】因為CO有毒,也是空氣污染物,所以用點燃的方法除去未反應的CO。
(5)點燃酒精噴燈,加熱氧化鐵
【解讀】先預熱,再集中加熱。
(6)熄滅酒精噴燈,繼續通入CO直至玻璃管冷卻
【解讀】防止停止加熱后空氣中的氧氣進入玻璃管中將生成的鐵氧化。
(7)停止通入CO,再熄滅右側酒精燈
(1)點燃酒精噴燈一段時間后,硬質玻璃管中的固體由紅色變成黑色
(2)澄清石灰水變渾濁(用來檢驗生成物中有CO2)
(3)右側玻璃管尖嘴處有藍色火焰
(1)將右側酒精燈改為氣球,用來收集未反應的CO
(2)用導管將未反應的CO通到酒精噴燈外焰處點燃,CO燃燒產生的熱量用于實驗加熱

練習鞏固
1.煉鐵廠以赤鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣等為原料煉鐵,主要反應過程如圖所示,請根據所學知識判斷,下列說法錯誤的是 ( )
A.生鐵屬于混合物
B.煉鐵過程中所有元素的化合價均發生了改變
C.原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D.反應①②屬于化合反應
2.如圖是一氧化碳與四氧化三鐵反應的實驗過程。對該實驗的敘述正確的是 ( )
A.該實驗能體現CO具有氧化性
B.四氧化三鐵是赤鐵礦石的主要成分
C.玻璃管中發生反應的化學方程式:
D.酒精燈的作用是處理尾氣,防止空氣污染
3.實驗室根據工業煉鐵的原理設計了如圖裝置進行實驗。請回答:
(1)主要成分為氧化鐵的礦石名稱為 ;圖中還原氧化鐵的化學反應方程式為 。
(2)“加熱”和“通氣”(通入CO)的操作順序是 。
(3)該實驗過程中可以觀察到的現象是 。
(4)實驗裝置圖中尾氣點燃的目的是 。
(5)實驗完成后,某同學先停止通入一氧化碳,再停止加熱,發現試管中粉末變回原樣品顏色,產生該現象的原因是 。
【答案】
1.B 2.D
3.(1)赤鐵礦
(2)先通氣再加熱
(3)玻璃管中固體由紅色逐漸變為黑色,試管中澄清石灰水變渾濁
(4)防止一氧化碳污染空氣
(5)還原得到的鐵單質被空氣中氧氣氧化

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