Question

下图是提纯CO、CO₂混合气体中的CO并还原氧化铁的示意图。请回答有关问题：

（1）为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是D和E，导管接口的连接顺序为a→ (    )→(    )→ (     )。D装置中NaOH的作用是                 。

如果导管连接错误，后果是____________  ____________________________。

（2）实验进行一段时间后，B装置的玻璃管中的现象为                              ，反应方程式为                               。用这种方法“炼”得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是___________             __         ____________。

（3）实验结束后，要从A装置的混合溶液中回收得到较纯净的NaOH固体。

资料显示，在不同温度下NaOH的溶解度如下：

温度(℃)	10	20	40	60	80	100
溶解度(g/100g水)	64	85	138	203	285	376

利用实验室的试剂和条件，实验步骤如下(其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为实验操作)：

请具体填写试剂A的化学式以及实验操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称。

①化学式：A_________  ____________；

②操作名称：Ⅰ_________  ________   Ⅱ________  ___________  Ⅲ________  __________。

③如果在操作Ⅱ的过程中，溶液B中出现少量浑浊，原因可能是                      。

Answer

(1)d、b、e(全对给1分)；除去残余的二氧化碳  CO排入空气中会污染空气  

(2)固体由红棕色变成黑色；3CO+ Fe2O3高温2Fe+3 CO2     

“炼”得的铁不含碳，工业上的生铁含有碳

（3）①Ca(OH)2  ② 过滤  加热（蒸发，加热浓缩） 冷却（降温结晶）

③ Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，从溶液B中析出，形成浑浊

【解析】

试题分析：（1）根据题意，要回收利用一氧化碳，需将一氧化碳收集起来，可将一氧化碳通入D装置，由于一氧化碳不溶于水，也不与氢氧化钠溶液反应，故能将氢氧化钠溶液排入E装置，从而收集到一氧化碳，所以导管接口的连接顺序为d、b、e；如果导管连接错误，CO会直接排入空气中，污染空气；C装置中NaOH的作用是吸收B中没反应掉的二氧化碳。

（2）由于氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳，故反应的化学方程式为3CO+ Fe2O3高温2Fe+3CO2；其中氧化铁是红棕色的，铁粉是黑色的，故玻璃管中出现的现象为：固体由红棕色变成黑色；用这种方法“炼”得的铁是纯铁，不含碳，而工业上炼出的生铁含有碳。

（3）根据图示可知，A装置的混合溶液中含有反应剩余的氢氧化钠和二氧化碳与氢氧化钠反应生成的碳酸钠，故要从A装置的混合溶液中回收得到较纯净的NaOH固体，需要先除去其中的Na2CO3杂质，可用过量的Ca(OH)2与Na2CO3反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤出沉淀，即可得到氢氧化钠溶液（含有少量剩余的氢氧化钙溶液），再根据资料可知，氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大，且受温度影响较大，而氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，故要得到较纯净的NaOH固体，要用降温结晶的方法。

①结合上面的分析，加入过量的A产生白色沉淀，故知A为Ca(OH)2；

②操作Ⅰ是将白色固体和溶液B分离的方法，故为过滤；结合上面的分析，要对氢氧化钠溶液蒸发浓缩后再降温结晶，故操作Ⅱ为加热，操作Ⅲ为冷却。

③由于反应剩余的Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，故加热时，由于溶解度的减小，Ca(OH)2会从溶液B中析出，形成浑浊。

考点：一氧化碳还原氧化铁，实验操作注意事项的探究，碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验，书写化学方程式，物质除杂或净化的探究，混合物的分离