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12. 某化学小组用下图所示装置探究炼铁的原理。
（1）将C、D装置连在方框内用于处理尾气，正确的连接顺序是a→
（2）实验时，下列操作正确的顺序是
① 加热氧化铁 ② 向装置中通入CO ③ 停止通入CO ④ 停止加热
（3）加热过程中，A、B装置中的现象分别为：
（1）将C、D装置连在方框内用于处理尾气，正确的连接顺序是a→
c
→b
→c
→d。（2）实验时，下列操作正确的顺序是
②①④③
（填序号）。① 加热氧化铁 ② 向装置中通入CO ③ 停止通入CO ④ 停止加热
（3）加热过程中，A、B装置中的现象分别为：
红棕色固体变为黑色
、澄清石灰水变浑浊
，反应的化学方程式分别为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
，$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
。答案
12.(1) c b (2) ②①④③ (3) 红棕色固体变为黑色 澄清石灰水变浑浊 $\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$ $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
解析
【分析】
本题围绕一氧化碳还原氧化铁的炼铁实验展开，需结合实验原理、操作规范、装置作用分析各问题：
1. 尾气处理：CO难溶于水，用排水法收集时，需让气体从短管进入C装置，将水压入D装置，因此要明确导管的进气和出水方向；
2. 操作顺序：实验时要先通CO排尽装置内空气，防止加热时爆炸，反应结束后先停止加热，继续通CO至冷却，防止生成的铁被重新氧化；
3. 实验现象与方程式：A中Fe₂O₃（红棕色）被还原为Fe（黑色），B中CO₂与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，结合反应原理书写化学方程式。
【解析】
（1）C装置为排水法收集CO，气体应从短管c进入，压强增大后将水从长管b排出，流入D装置，因此连接顺序为a→c→b→d；
（2）实验时，先通入CO排尽装置内空气（防止爆炸），再加热氧化铁；反应结束后，先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却（防止生成的铁被氧化），故操作顺序为②①④③；
（3）A中红棕色的Fe₂O₃被CO还原为黑色的Fe，现象为红棕色固体变为黑色；B中反应生成的CO₂与澄清石灰水反应，现象为澄清石灰水变浑浊；对应的化学方程式分别为：$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
【答案】
（1）c；b
（2）②①④③
（3）红棕色固体变为黑色；澄清石灰水变浑浊；$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁；化学方程式书写；实验操作规范
【点评】
本题考查炼铁原理的核心实验，涵盖装置连接、操作顺序、实验现象及化学方程式，是初中化学重点实验内容，需掌握实验的注意事项和各装置的作用。
【难度系数】
0.6
本题围绕一氧化碳还原氧化铁的炼铁实验展开，需结合实验原理、操作规范、装置作用分析各问题：
1. 尾气处理：CO难溶于水，用排水法收集时，需让气体从短管进入C装置，将水压入D装置，因此要明确导管的进气和出水方向；
2. 操作顺序：实验时要先通CO排尽装置内空气，防止加热时爆炸，反应结束后先停止加热，继续通CO至冷却，防止生成的铁被重新氧化；
3. 实验现象与方程式：A中Fe₂O₃（红棕色）被还原为Fe（黑色），B中CO₂与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，结合反应原理书写化学方程式。
【解析】
（1）C装置为排水法收集CO，气体应从短管c进入，压强增大后将水从长管b排出，流入D装置，因此连接顺序为a→c→b→d；
（2）实验时，先通入CO排尽装置内空气（防止爆炸），再加热氧化铁；反应结束后，先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却（防止生成的铁被氧化），故操作顺序为②①④③；
（3）A中红棕色的Fe₂O₃被CO还原为黑色的Fe，现象为红棕色固体变为黑色；B中反应生成的CO₂与澄清石灰水反应，现象为澄清石灰水变浑浊；对应的化学方程式分别为：$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
【答案】
（1）c；b
（2）②①④③
（3）红棕色固体变为黑色；澄清石灰水变浑浊；$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁；化学方程式书写；实验操作规范
【点评】
本题考查炼铁原理的核心实验，涵盖装置连接、操作顺序、实验现象及化学方程式，是初中化学重点实验内容，需掌握实验的注意事项和各装置的作用。
【难度系数】
0.6
13. 工业上常使用磁铁矿(主要成分为$\ce{Fe_{3}O_{4}}$)作为炼铁原料。若用800 t含四氧化三铁87％的磁铁矿炼铁，能得到含杂质4％的生铁多少吨？
答案
13. 525 t
解析
【分析】
本题是含杂质的化学方程式计算问题，解题思路如下：①先计算出800t磁铁矿中纯$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的质量；②根据炼铁反应的化学方程式，利用$\ce{Fe_{3}O_{4}}$与生成纯铁的质量关系，计算得到纯铁的质量；③再将纯铁的质量转换为含杂质4%的生铁质量（生铁质量=纯铁质量÷(1-杂质质量分数)）。
【解析】
解：①计算磁铁矿中纯$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的质量：
800 t磁铁矿中含$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的质量 = $800\ t × 87\% = 696\ t$
②设生成纯铁的质量为$x$，炼铁反应的化学方程式为：
$\ce{4CO + Fe_{3}O_{4}\xlongequal{高温} 3Fe + 4CO_{2}}$
$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的相对分子质量 = $56×3 + 16×4 = 232$，$3\ce{Fe}$的相对总质量 = $3×56 = 168$
则有：$\frac{232}{168} = \frac{696\ t}{x}$
解得：$x = \frac{168×696\ t}{232} = 504\ t$
③计算含杂质4%的生铁质量：
生铁质量 = 纯铁质量 ÷ (1 - 杂质质量分数) = $504\ t ÷ (1 - 4\%) = 504\ t ÷ 0.96 = 525\ t$
答：能得到含杂质4%的生铁525 t。
【答案】
525 t
【知识点】
根据化学方程式计算、含杂质物质的计算
【点评】
本题结合工业炼铁实际，考查含杂质的化学方程式计算，核心是明确纯物质与不纯物质的转换关系，步骤清晰，是化学计算中的基础题型，需注意计算时的质量分数处理。
【难度系数】
0.6
本题是含杂质的化学方程式计算问题，解题思路如下：①先计算出800t磁铁矿中纯$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的质量；②根据炼铁反应的化学方程式，利用$\ce{Fe_{3}O_{4}}$与生成纯铁的质量关系，计算得到纯铁的质量；③再将纯铁的质量转换为含杂质4%的生铁质量（生铁质量=纯铁质量÷(1-杂质质量分数)）。
【解析】
解：①计算磁铁矿中纯$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的质量：
800 t磁铁矿中含$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的质量 = $800\ t × 87\% = 696\ t$
②设生成纯铁的质量为$x$，炼铁反应的化学方程式为：
$\ce{4CO + Fe_{3}O_{4}\xlongequal{高温} 3Fe + 4CO_{2}}$
$\ce{Fe_{3}O_{4}}$的相对分子质量 = $56×3 + 16×4 = 232$，$3\ce{Fe}$的相对总质量 = $3×56 = 168$
则有：$\frac{232}{168} = \frac{696\ t}{x}$
解得：$x = \frac{168×696\ t}{232} = 504\ t$
③计算含杂质4%的生铁质量：
生铁质量 = 纯铁质量 ÷ (1 - 杂质质量分数) = $504\ t ÷ (1 - 4\%) = 504\ t ÷ 0.96 = 525\ t$
答：能得到含杂质4%的生铁525 t。
【答案】
525 t
【知识点】
根据化学方程式计算、含杂质物质的计算
【点评】
本题结合工业炼铁实际，考查含杂质的化学方程式计算，核心是明确纯物质与不纯物质的转换关系，步骤清晰，是化学计算中的基础题型，需注意计算时的质量分数处理。
【难度系数】
0.6
