高中化学必修一 课时3.1 铁的单质20202021学年精品讲义)
展开铁的单质
【学习目标】
1、了解铁在自然界中的存在形态及冶炼方法
2、掌握铁的物理性质和化学性质
【主干知识梳理】
一、铁的物理性质及铁元素的存在
1、铁的物理性质:铁是一种有金属光泽的银白色金属,有良好的导热性和延展性。铁能导电,但其导电性不如铜和铝。密度是7.68g·cm-3,熔点是1535℃,沸点是2750℃,粉末为黑色。铁属于重金属、黑色金属、常见金属。铁能被磁铁吸引
2、铁元素在自然界的存在形态——游离态和化合态均有
(1)像陨铁中的铁那样以单质形态存在
(2)以+2价和+3价化合物的形态存在,铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第四位
二、铁的化学性质:铁是较活泼的金属,发生化学反应时可生成+2、+3两种价态的化合物,且Fe3+比Fe2+稳定。
在一定条件下,铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应
①铁与氧化性较弱的氧化剂(如:盐酸、硫酸铜溶液等)反应,铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物
②铁与氧化性较强的氧化剂(如:氯气、硝酸等)反应,铁原子则失去3个电子生成+3价铁的化合物
1、Fe与非金属反应
(1)Fe与O2的反应:3Fe+2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体)
(2)Fe在氯气中燃烧:2Fe+3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟)
(3)Fe与硫的反应:Fe+SFeS
2、Fe与水蒸气的反应
| 装置Ⅰ | 装置Ⅱ |
实验装置 | ||
操作及现象 | 用小试管收集一试管气体,点燃,听到轻微的“噗”声,证明生成了氢气 | 用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了氢气 |
实验结论 | 红热的铁能与水蒸气反应,化学方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 |
【微点拨】
①铁与水蒸气的反应实验中,湿棉花的作用是加热时可产生水蒸气,与铁粉反应生成氢气
②铁与水蒸气反应,日常生活中能用铁壶烧水是因为铁只能在高温下与水蒸气反应,与冷水、热水都不能反应
③常温下,铁与水不起反应,但在水和空气里的O2等共同作用下,铁易被腐蚀
3、Fe与酸的反应
(1)与非氧化性酸(如:稀盐酸、稀硫酸)的反应:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)与氧化性酸(如:硝酸、浓硫酸)的反应
【微点拨】常温下,铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象,即:浓硫酸、浓硝酸将铁的表面氧化成一层致密的氧化物薄膜,这层莫阻止了酸与内层金属的进一步反应。但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应
①少量的铁与稀硝酸反应:Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应:Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
②过量的铁与稀硝酸反应:3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
③少量的铁与浓硝酸共热:Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
4、与盐溶液反应:
(1)与硫酸铜溶液的反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu Fe+Cu2+===Fe2++Cu
(2)与FeCl3溶液的反应:Fe+2FeCl3===3FeCl2 Fe+2Fe3+===3Fe2+
【即学即练1】
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)自然界中不存在单质铁( )
(2)Fe与热水发生反应生成Fe2O3( )
(3)铁和稀硫酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑( )
(4)铁和氯气反应:Fe+Cl2FeCl2( )
(5)地壳中含量最高的金属元素是铁( )
2、市售的食品包装中常带有一小包铁粉,并标有“吸氧剂”字样,这是利用了铁粉的( )
A.氧化性 B.还原性 C.吸水性 D.导电性
3、铁在一定条件下分别与O2、水蒸气反应的相同产物是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
4、等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是( )
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3
5、把足量的铁粉投入到稀盐酸和氯化铜的混合溶液中,充分反应后,残余固体的质量与原来加入的铁粉质量相等,则原溶液中H+和Cl-的物质的量之比为( )
A.1︰4 B.1︰7 C.1︰8 D.2︰5
6、下列有关金属及其化合物的说法正确的是( )
A.钠在空气中燃烧生成白色固体Na2O2 B.过量铁粉在氯气中燃烧,可以生成FeCl2
C.铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2 D.铁在潮湿的空气中不发生任何反应
7、某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是( )
A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰
B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应
D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成所得溶液有颜色
三、铁的冶炼:工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
1、设备:炼铁高炉
2、原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石等
3、主要反应
(1)还原剂的生成
①生成CO2:C+O2CO2
②生成CO:CO2+C2CO
(2)铁的生成:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(3)炉渣的形成
①CaCO3CaO+CO2↑
②CaO+SiO2CaSiO3
【课后作业】
1、下列关于铁的叙述,错误的是( )
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁铁吸引,在磁场作用下,铁自身也能产生磁场
C.铁是地壳中含量最多的金属元素,所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态
D.纯铁的抗腐蚀能力强,在干燥空气中不易被氧化
2、下列关于铁与水蒸气反应的叙述不正确的是( )
A.是氧化还原反应 B.铁是还原剂 C.需在高温条件下进行 D.产物是氧化铁和氢气
3、下列氯化物,不能用单质直接反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.NaCl D.HCl
4、高炉炼铁的生产中,下列说法正确的是( )
A.焦炭和一氧化碳都是还原剂 B.采用富氧空气可以得到纯铁
C.加石灰石的目的主要是为了得到CO2 D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿
5、已知钠、铁都能与水反应,下列叙述不正确的是( )
A.它们反应的难易程度不同 B.它们反应的产物不完全相同
C.都需在高温条件下进行 D.反应类型都是置换反应
6、铁在一定条件下与Cl2、O2、S反应的产物分别为FeCl3、Fe3O4、FeS,下列有关说法正确的是( )
A.三种非金属单质中,S的氧化性最弱 B.等量的铁分别与Cl2、O2、S反应,转移的电子数相等
C.反应生成的三种产物都只具有氧化性 D.反应生成的三种产物都是易溶于水的固体
7、下列有关实验现象的叙述中,不正确的是( )
A.氢气在Cl2中燃烧,发出苍白色火焰 B.铁丝在Cl2中燃烧,产生棕褐色的烟
C.钠在Cl2中燃烧,产生棕黄色的烟 D.铜丝在Cl2中燃烧,产生棕黄色的烟
8、下列说法不正确的是( )
A.铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁 B.铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 D.铁与盐酸或水蒸气反应,都作还原剂
9、下列金属单质中,能从CuSO4溶液中置换出铜的是( )
A.汞 B.银 C.钠 D.铁
10、下列反应能通过置换反应生成铁的是( )
①Zn+FeCl2(溶液) ②Na+FeSO4(溶液) ③Fe2O3+CO(高温) ④Fe3O4+H2(高温)
A.①③④ B.①②③ C.①④ D.①②③④
11、用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO反应制取单质铜,有人设计了以下两种方案:
①FeH2Cu, ②CuOCuSO4Cu
若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量为( )
A.一样多 B.①多 C.②多 D.无法判断
12、现有四种黑色粉末,分别为MnO2、CuO、炭粉、铁粉,只需加入一种试剂并进行适当的操作就可以将它们区分开,这种试剂是( )
A.氢氧化钠溶液 B.浓盐酸 C.稀硫酸 D.稀盐酸
13、铁粉可与高温水蒸气发生反应,若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是 ( )
A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.2 mol
14、若0.1 mol某单质与足量的硫充分反应,生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g,则组成这种单质的元素不可能是( )
A.Ag B.Fe C.Na D.K
15、在浓度均为6 mol·L-1的盐酸和硫酸各100 mL溶液中,分别加入等质量的铁粉,充分反应后生成气体体积比为2︰3,则加入铁粉的质量是( )
A.11.2 g B.25.2 g C.16.8 g D.33.6 g
16、用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法不正确的是 ( )
A.装置A的作用是持续不断地为实验提供水蒸气
B.装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O(g) Fe2O3+3H2
C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D.点燃D处的气体前必须检验气体的纯度
17、A、B、C是中学化学中常见的单质,A是金属单质,B、C是气体单质。甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间的关系如图所示。
据此判断:
(1)若金属元素A有可变化合价,则A的化学式为________,甲的化学式为________
(2)写出A+乙甲+C反应的化学方程式:_________
18、在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应可以得到铁的氧化物。该氧化物又可经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。请分别用下图所示的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 mol·L-1盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。
填写下列空白:
(1)实验进行时,试管A中应加入的试剂是__________________;烧瓶B的作用是_____________________;烧瓶C的作用是_________________;在试管D中收集到的是________
(2)实验时,U形管G中应加入的试剂是_________________;长颈漏斗H中应加入___________
(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是___________(填该仪器对应的字母)
(4)试管E中发生反应的化学方程式是________________。
(5)为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须_____________________________;E管中的反应开始后,在F出口处应_________
19、如图所示,在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体,并靠近火焰点燃。
(1)所观察到现象是____________________________________________________________________________,
有关反应的化学方程式是____________________________
(2)干燥管内可装入的试剂是______________,其作用是______________________________________。干燥管还可用________(装置)代替
(3)玻璃管中石棉绒的作用是______________________________________________________。实验开始时应先点燃________,实验结束时,应先熄灭________
20、某同学欲在实验室中完成铁与水蒸气反应的实验,装置如图甲、乙。
已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物,C中放的是干燥剂,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒精灯。
对比两装置,回答下列问题:
(1)如何检查乙装置的气密性?_________________________________________________
(2)乙装置中湿沙子的作用是___________________________________________________
(3)B处发生反应的化学方程式为______________________________________________
(4)该同学认为在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体,装置H必不可少,H的作用是__________________
__________________________________________________
(5)对比甲、乙两装置的B和K,B的优点是____________________________________
21、某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题:
(1)A装置的作用是________________,烧瓶底部放碎瓷片的作用是__________
(2)装置B中发生反应的化学方程式是__________________________________________
(3)D的作用是______________________________________________________________
(4)E中的实验现象是________
(5)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯,点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_________________
22、钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义,现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示:
炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入,原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用
请回答下列问题:
(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是______________________
(2)采用炉料从上部加入,热空气从下部通入的工艺,其目的是________________________________________
(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应________________________________
(4)高炉气中含有的主要气态污染物是_____________,若直接排放将污染空气,因此应回收利用,请写出该污染物的一种用途_______________
【铁的单质】答案
【即学即练1】
1、(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2、B
3、C。解析:铁在氧气中点燃生成Fe3O4,反应的化学方程式为:3Fe+2O2Fe3O4;铁与水反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,所以相同的产物是Fe3O4,故C正确。
4、B。解析:设Fe的物质的量为1 mol,则
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
1 mol mol
相同条件下体积之比等于物质的量之比,则两反应中生成H2体积之比为:1∶=3∶4,故选B。
5、C。解析:在盐酸和氯化铜的混合溶液中加入足量的铁粉,分别生成:2H++Fe===Fe2++H2↑,Fe+Cu2+===Fe2++Cu,其充分反应,所得滤渣的质量与原铁粉的质量恰好相等,则消耗的铁的质量应等于生成的铜的质量,令Cu的质量为64 g,其物质的量为1 mol,则
Fe + Cu2+ === Fe2++Cu
56 g 1mol 64 g
故溶液中n(Cu2+)=1 mol
所以与酸反应的Fe的质量为64 g-56 g=8 g,其物质的量为8 g÷56 g/mol=1/7 mol,由2 H++Fe===Fe2++H2↑,可知n(H+)=2/7 mol,根据电荷守恒得n(Cl-)=n(H+)+2n(Cu2+)=2/7 mol+2 mol=16/7 mol,故原混合溶液中c(H+)︰c(Cl-)=2/7 mol︰16/7 mol=1︰8,故C项正确。
6、C。解析:钠在空气中燃烧的产物是过氧化钠,过氧化钠是淡黄色固体,故A错误;氯气的氧化性较强,无论铁粉是否过量,在氯气中燃烧均生成FeCl3,故B错误;铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,故C正确;铁在潮湿空气中会生锈形成Fe2O3,故D错误。
7、C。解析:铁与H2O(g)在高温条件下反应生成Fe3O4和H2;Fe3O4与HCl反应生成FeCl3(棕黄色)和FeCl2(浅绿色)。
【课后作业】
1、C。解析:地壳中含量最多的金属元素是Al,地壳中的铁为化合态,C项错误。
2、D。解析:据3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2可知反应产物为Fe3O4而非氧化铁,D项错误。
3、B。解析:本题考查氯气的化学性质,氯气具有强氧化性,和铁化合生成物是氯化铁,B不正确,其余都是可以用单质直接反应制得的,答案为B。
4、A。解析:高炉炼铁的生产中,焦炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳,一氧化碳还原铁的氧化物,在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂,A正确;采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧,B不正确;加石灰石的目的主要是为了造渣,C不正确;黄铁矿中铁的含量低,一般不用于冶炼生铁,D不正确。
5、C。解析:据2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2可知,两反应条件不同,难易程度不同,产物不完全相同,均为置换反应,所以C项错误。
6、A。解析:根据反应后铁元素的价态,可知S的氧化性最弱,A项正确;反应产物中铁元素的价态不同,等量的铁分别与Cl2、O2、S反应,转移的电子数不相等,B项错误;Fe3O4和FeS中含有+2价的铁元素,也具有一定的还原性,C项错误;Fe3O4和FeS难溶于水,D项错误。
7、C。解析:Cl2是一种活泼的非金属单质,能跟金属和非金属反应。A项,H2在Cl2中安静地燃烧,产生苍白色火焰,并有白雾生成;B项,Fe在Cl2中燃烧,产生棕褐色的烟;C项,钠在Cl2中燃烧,产生白烟,故C项错误;D项,铜丝在Cl2中燃烧,产生棕黄色的烟。
8、C。解析:铁能在纯氧气中燃烧,也能在高温下与水蒸气反应,二者共同产物为四氧化三铁;铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应,在反应中铁的化合价升高,铁作还原剂;铁与盐酸反应生成氯化亚铁,而不是氯化铁。
9、D。解析:在金属活动性顺序表中,汞和银都排在铜之后,两种金属都不能将金属铜从溶液中置换出来,故A、B错;金属钠与铜的盐溶液反应时,先是和水反应置换出氢气,然后是氢氧化钠和铜盐之间的反应,不会置换出金属铜,故C错;金属铁的活泼性比铜强,可以将金属铜从溶液中置换出来。
10、C。解析:②中钠先与水反应生成NaOH,再与FeSO4发生复分解反应,并不能置换出铁;③该反应虽然生成铁,但不是置换反应,其余皆符合题意。
11、C。解析:气体还原金属氧化物时,需先排净空气,且还原得到的金属单质需在还原气氛中冷却。铁的量一定,转移的电子数一定。由于H2还原CuO的实验中开始需消耗H2排净装置中的空气,实验结束后,铜需在H2氛围中冷却,所以能够用于还原CuO的H2量减少,根据电子守恒原理可知,①制得铜较少。对于方案②来说,铁完全用于置换铜,所以②多。
12、B。解析:A项,四种物质均不与氢氧化钠溶液反应,不能区分开,A项错误;B项,MnO2与浓盐酸在加热条件下生成黄绿色气体,CuO与浓盐酸反应得到蓝色溶液,铁粉与浓盐酸反应得到绿色溶液和无色气体,炭粉与浓盐酸不反应,故用浓盐酸可以区分四种物质,B项正确;C项,MnO2、炭粉均不与稀硫酸反应,不能区分,C项错误;D项,MnO2、炭粉均不与稀盐酸反应,不能区分,D项错误。
13、C。解析:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑ Δm(固体质量增加)
3 16×4
x mol 32 g
x=1.5 mol
14、B。解析:质量增加了1.6 g,则增加的质量是S的质量,故S的物质的量为=0.05 mol,0.1 mol某单质与0.05 mol的S反应,该单质与S的物质的量之比是2∶1,所以该单质与硫充分反应后,组成该单质的元素在生成物中的化合价为+1,只有Fe没有+1价。
15、B。解析:若铁粉过量,则生成气体的体积比之为1︰2,充分反应后生成气体体积比为2︰3,可知铁粉对盐酸过量,对硫酸不足,铁与盐酸反应生成氢气为0.3 mol,则与硫酸反应生成氢气0.45 mol,参加反应的铁的物质的量为0.45 mol,质量为0.45 mol×56 g/mol=25.2 g,答案选B。
16、C。解析:铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,A错;湿棉花的作用是提供水蒸气,B错;使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2,反应一段时间后,有肥皂泡吹起时,用点燃的火柴靠近肥皂泡,当听到爆鸣声时,说明铁与水蒸气反应生成了H2,C对;铁粉与水蒸气反应生成的四氧化三铁也可以被磁铁吸引,不能分离出铁,D错。
17、(1)Fe Fe3O4
(2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
解析:金属元素A有可变化合价,一般为铁,有+2价和+3价,可以作为本题的突破口。金属A与气体单质B点燃可化合生成甲,可推知B为氧气。从而推出甲是Fe3O4,气体单质C将单质A还原出来,且乙为无色液体,可推知C为具有还原性的氢气,甲与C发生的反应为Fe3O4+4H23Fe+4H2O。A与乙发生的反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
18、(1)普通铁粉(或铁粉) 作为水蒸气发生器 防止倒吸(或用作安全瓶) 氢气
(2)碱石灰(或固体NaOH、无水CaCl2等) 6 mol·L-1盐酸
(3)ABE (4)Fe3O4+4H23Fe+4H2O
(5)检验氢气的纯度 点燃氢气
[解析] (1)根据题干可推断出试管A应是铁和水蒸气反应的装置,在A中装的应是普通铁粉,反应过程中要生成氢气,所以D是用来收集氢气的,在烧瓶B中产生水蒸气,为了防止向试管中通入水蒸气使试管骤冷引起水的倒流,在反应装置和收集装置中间加上广口瓶以保证实验安全。(2)装置Ⅰ用来制取氢气,故H用于添加盐酸,在产生氢气的同时可能会带出部分水蒸气和氯化氢气体,故应在U形管中加入固体干燥剂吸收氯化氢和水蒸气。(3)反应是在高温条件下,所以A和E装置需要加热,反应需要水蒸气,故B也需要加热。(4)依据装置和实验目的分析,试管E中发生反应是氢气还原四氧化三铁的反应,反应方程式是:Fe3O4+4H23Fe+4H2O。(5)氢气是可燃性气体,做氢气的性质实验时必须保证氢气是纯净的,为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须进行气体验纯;E管中的反应开始后,在F出口处应点燃H2,避免排放到空气中遇火爆炸。
19、(1)红热的铁与水蒸气反应,放出气体,这种气体点燃时,能燃烧且发出爆鸣声
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等) 吸收水蒸气,使收集的氢气易点燃 U形管
(3)铁粉的载体,增大铁粉与水蒸气的接触面积 A处酒精灯 B处酒精灯
[解析] 高温下,Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。铁粉和Fe3O4均为黑色,因此实验过程中固体颜色无明显变化,但产物H2可用点燃的方法证明。石棉绒成分为硅酸盐,它耐高温且性质稳定,是铁粉的载体。
20、(1)向H中加入水没过导管口,连接好装置,微热K,若H中导管口出现气泡,停止加热后导管中出现水柱,证明气密性良好(其他合理答案也可)
(2)提供水蒸气
(3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(4)干燥氢气,降低氢气中水蒸气的含量
(5)使用石棉绒,增大水蒸气与铁粉的接触面积,使反应充分进行
21、(1)产生水蒸气 防止加热时液体暴沸
(2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(3)吸收未反应的水蒸气,干燥氢气
(4)黑色固体变成红色,玻璃管内壁上有水珠生成
(5)A 收集氢气并检验其纯度
解析:(1)B中发生的反应是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故装置A为B中的反应提供水蒸气。
(3)D的作用是吸收未反应的水蒸气,干燥氢气。
(4)E中的反应为H2+CuOCu+H2O,故实验现象是黑色固体变红,且玻璃管内壁上有水珠生成。
(5)应先点燃A处的酒精灯,排除B中的氧气,再点燃酒精喷灯。进行氢气还原氧化铜的实验前,应首先检验氢气的纯度。
22、(1)既提供热量,又产生还原剂CO
(2)采用逆流接触操作,使铁矿石与还原性气体充分接触、反应
(3)C+O2CO2,CO2+C2CO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(4)CO 作燃料(或还原剂)
解析:(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量,同时生成CO作为还原剂,还原出铁矿石中的Fe;(2)采用炉料从上部加入,热空气从下部通入的工艺,主要是采用逆流操作,不仅利于矿石与还原性气体充分接触,还增加了接触时间,利于反应;(3)炼铁高炉中发生的主要反应就是还原剂的生成及生成铁的反应;(4)高炉气的主要成分有:CO、CO2等,其主要气态污染物是有毒的CO;回收利用CO,可用作燃料或作还原剂等。
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