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(nèi)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(zhì)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(yè)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(zhì)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
通CO
通CO
(選填“通CO”或“加熱”); 實驗結束后應繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫,其原因是
防止高溫下鐵又被進入的空氣氧化
防止高溫下鐵又被進入的空氣氧化
.
[實驗現(xiàn)象]當裝置B的玻璃管中固體完全由
紅色變?yōu)楹谏?/div>
紅色變?yōu)楹谏?/div>時(選填“紅色變?yōu)楹谏被颉昂谏優(yōu)榧t色”),裝置A的試管中仍有
仍有紅色物質(zhì)
仍有紅色物質(zhì)
.
[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(yè)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(jīng)過查閱資料和討論,該小組同學發(fā)現(xiàn)除了上述原因外,工業(yè)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:
焦炭是固體,不容易和生成的鐵分離
焦炭是固體,不容易和生成的鐵分離
.
[完善實驗]聯(lián)想到單質(zhì)碳的一些化學性質(zhì),甲同學認為在碳還原氧化鐵的反應中可能還會有CO產(chǎn)生.為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO
2,將該氣體通過下圖的檢驗裝置,正確的連接順序是
C→D→C→E→C
C→D→C→E→C
(選填字母,裝置可重復使用).經(jīng)過檢驗,證實碳還原氧化鐵所得的氣體中確實含有CO和CO
2,因此裝置A的不足之處是
缺少尾氣處理裝置
缺少尾氣處理裝置
.