(完整版)炼铁原理的实验探究

炼铁原理的实验探究1、实验装置2、基本原理：在高温下用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来。3、反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2。4、实验现象：玻璃管内的红色固体变为黑色，澄清石灰水变浑浊，导管口有蓝色火焰产生。5、注意事项：要先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试管冷却。6、尾气处理：因CO有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO2或收集备用。【问题思考】（1）实验开始，要先通入CO再加热，为什么？提示：通CO的目的是赶尽装置内的空气，防止不纯引起爆炸；（2）实验完成后，是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精喷灯？为什么？提示：实验完成后，应先熄灭酒精喷灯，还要继续通入CO，直到玻璃管冷却至室温后停止通CO，然后才熄灭酒精灯。这样做的目的有：①防止因玻璃管冷却造成内部气压变小，试管内的液体倒流将玻璃管炸裂；②防止生成的铁被空气中的氧气氧化。考点16工业炼铁（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂（CO）将铁从铁矿石里还原出来。（2）原料：铁矿石：选择矿石条件常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）焦炭：作用：1.提供高温C+O2==高温==CO22.提供COCO2+C==高温==2CO石灰石：作用除去SiO2CaCO3==高温===CaO+CO2↑CaO+SiO2==高温===CaSiO3空气：作用（3）主要设备：高炉（4）冶炼过程中发生的化学反应：C+O2==点燃==CO2CO2+C==高温==2CO3CO+Fe2O3==高温==2Fe+3CO2CaCO3==高温===CaO+CO2↑CaO+SiO2==高温===CaSiO3注意：石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。炼钢设备：转炉、电炉、平炉。原理：在高温条件下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转变为气体和炉渣而除去。C+O2==点燃==CO24、（四川南充）CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了如下实验装置。请回答以下有关问题：①CO气体能使人中毒，其原因是②实验开始时，先通人CO一段时间后，再加热，其原因是③实验中图A处玻璃管中发生的现象是，其化学反应方程式为④实验中图B处发生的现象是其化学反应方程式为⑤该装置中有一个明显的缺陷，请指出改正方法①一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合从而使血红蛋白不能和氧气结合②排出装置中的氧气，防止加热时发生爆炸（意思正确可给分）③黑色固体变红色CuO+CO△Cu+CO2④澄清的石灰水变浑浊Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H20⑤在C处安装储气囊或放置一个燃着的酒精灯（其他合理答案也可给分）【典例1】早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应，某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求填空：（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程式_______________________________________________；（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是__________________________________；(3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是_______________________________________；(4)实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是______________________________________________________________。答案：(1)3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2(2)石灰水变浑浊(3)燃烧多余的CO(或消除CO对空气的污染)(4)在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽）1．为了研究炼铁原理，我市某校九年级综合实践活动小组用右图所示装置进行一氧化碳与氧化铁反应的实验，现请你一起参与。⑴该实验开始时，要先通一会儿一氧化碳再加热，其目的是；实验结束后应继续通一氧化碳，直至装置冷却，原因是。⑵硬质玻璃管中发生的反应的化学方程式。⑶实验过程中澄清的石灰水变，说明反应生成了，装置内的固体由色变为色，说明反应生成了。⑷将尾气点燃的目的是。2.钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。（1）钢铁属于______________（填“纯净物”或“混合物”）；（2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的__________和___________共同作用的结果；（3）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是_________________________；（4）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：焦炭CO2COFe请写出第③步反应的化学方程式：_________________________________________；（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是_____________________________（填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）。过量空气、高温①①焦焦炭炭、、高高温温②②赤赤铁铁矿矿、、高高温温③③