11.(2026·济宁邹城一模)某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对$\ce{CO}$还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$粉末的实验进行探究(固定装置略)。
【查阅资料】$\ce{CO}$能溶于铜液(醋酸二氮合铜和氨水的混合液)。

(1)按如图连接装置A与B,连接好装置后,在装入试剂前,先检查装置的。
(2)反应开始前,要先通入一段时间的$\ce{CO}$,请说明理由:。
(3)反应一段时间后,能证明$\ce{CO}$与$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应的实验现象是。
(4)某同学认为该装置有缺陷,常在装置B后再连接装置C,装置B、C的接口连接顺序:a连接(填“b”或“c”)。

11.(1)气密性 (2)排尽装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸 (3)A中玻璃管内红棕色固体变成黑色,B中澄清石灰水变浑浊 (4)c

【分析】
这是一道关于CO还原Fe₂O₃的实验题，需结合实验操作规范、反应原理、装置作用逐一分析：
1. 有气体参与的实验，连接装置后装试剂前必须检查装置气密性，避免漏气影响实验；
2. CO是可燃性气体，与空气混合加热易爆炸，反应前通CO是为排尽装置内空气，防止爆炸；
3. CO还原Fe₂O₃会生成黑色Fe和CO₂，对应两个明显现象证明反应发生；
4. 装置C的铜液用于吸收CO，需让气体与铜液充分接触，因此气体应从长管通入C装置，确定接口连接顺序。
【解析】
(1) 连接装置后、装试剂前，需先检查装置的气密性，防止实验过程中气体泄漏，故填气密性；
(2) CO为可燃性气体，与空气混合达到爆炸极限时，加热会发生爆炸，因此反应前先通入一段时间CO，目的是排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸；
(3) CO还原Fe₂O₃的反应为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，红棕色的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$被还原为黑色的Fe，同时生成的$\ce{CO_{2}}$进入B中，使澄清石灰水变浑浊，因此证明反应发生的现象是：A中玻璃管内红棕色固体变成黑色，B中澄清石灰水变浑浊；
(4) 已知CO能溶于铜液，装置C用于吸收尾气中的CO，需让气体与铜液充分接触，因此气体应从C的长管（c端）通入，故a连接c。
【答案】
(1) 气密性
(2) 排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸
(3) A中玻璃管内红棕色固体变成黑色，B中澄清石灰水变浑浊
(4) c
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁、实验气密性检查、尾气处理
【点评】
本题围绕CO还原Fe₂O₃实验，考查实验操作、现象分析、装置连接等核心知识点，需学生掌握实验安全注意事项和各装置的作用，属于中等难度的实验综合题。
【难度系数】
0.6

12.[科学态度与责任]早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。
(1)在实验室里,可以利用图1中A、B两套装置将氧化铁还原成铁。

①装置A中,木炭和氧化铁反应的化学方程式为;澄清石灰水中发生反应的化学方程式为。
②装置B中,应先(填“通一氧化碳”或“加热氧化铁”);装置末端的酒精灯的作用是。
(2)图2是炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图。

①若采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式:A区:;B区:$C+O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}$;。
②要炼出含铁96%的生铁3000 t,至少需要含氧化铁90%的赤铁矿石的质量是(结果精确至0.1 t)。

12.(1)①$\ce{3C +2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe +3CO_{2}↑}$ $\ce{Ca(OH)_{2} +CO_{2}=CaCO_{3}↓ +H_{2}O}$ ②通一氧化碳 点燃尾气,防止污染空气
(2)①$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$ $\ce{C +CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
②4 571.4 t
解析:(1)②一氧化碳具有可燃性,与空气混合遇明火易发生爆炸,装置B中,应先通一氧化碳,再加热氧化铁,目的是排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;一氧化碳有毒,排放到空气中会污染空气,一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,装置末端的酒精灯的作用是点燃尾气,将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳。(2)①高炉炼铁中,A区发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,据此书写化学方程式;B区发生的反应是碳与氧气在点燃下反应生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳。
②设需要赤铁矿石的质量为x。
$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
160 112
90%×x 3 000 t×96%
$\dfrac{160}{112}=\dfrac{90\%×x}{3\ 000\ \mathrm{t}×96\%}$ $x≈4\ 571.4\ \mathrm{t}$

【分析】
1. 解答(1)①时，需明确木炭还原氧化铁的反应条件为高温，产物是铁和二氧化碳；二氧化碳与澄清石灰水（氢氧化钙）反应生成碳酸钙沉淀和水，据此书写对应化学方程式。
2. 解答(1)②时，要考虑一氧化碳的可燃性（与空气混合加热易发生爆炸），因此实验前需先通一氧化碳排尽装置内空气；同时一氧化碳有毒，需进行尾气处理，点燃转化为无毒气体防止污染。
3. 解答(2)①时，高炉炼铁中A区是一氧化碳还原氧化铁的反应，B区除碳燃烧外，还有二氧化碳与碳在高温下生成一氧化碳的反应，据此书写对应化学方程式。
4. 解答(2)②时，利用化学方程式中氧化铁与铁的质量关系，结合生铁中铁的质量、赤铁矿中氧化铁的质量分数，列比例式计算所需赤铁矿石的质量。
【解析】
(1)① 木炭与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{3C +2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe +3CO_{2}↑}$；生成的二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} +CO_{2}=CaCO_{3}↓ +H_{2}O}$；
② 一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热时易发生爆炸，因此装置B中应先通一氧化碳，排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，装置末端的酒精灯可点燃尾气，将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，防止污染空气；
(2)① 高炉炼铁中，A区是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$；B区中，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{C +CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$；
② 设需要含氧化铁90%的赤铁矿石的质量为x。
根据反应$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$，各物质的质量关系为：160份质量的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$生成112份质量的Fe。
则有：$\dfrac{160}{112}=\dfrac{90\%×x}{3000\ \mathrm{t}×96\%}$，解得$x≈4571.4\ \mathrm{t}$。
【答案】
12.(1)①$\ce{3C +2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe +3CO_{2}↑}$；$\ce{Ca(OH)_{2} +CO_{2}=CaCO_{3}↓ +H_{2}O}$ ②通一氧化碳；点燃尾气，防止污染空气 (2)①$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$；$\ce{C +CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$ ②4571.4 t
【知识点】
铁的冶炼；化学方程式书写；含杂质物质的计算
【点评】
本题围绕炼铁的实验室与工业生产展开，考查炼铁的反应原理、实验操作注意事项及含杂质的化学方程式计算，是初中化学的核心知识点，需学生准确掌握反应规律和计算方法，难度适中。
【难度系数】
0.6