Question

18．高爐冶鐵工藝流程如圖所示．

回答下列問題：
（1）該工藝流程中兩處使用甲烷（CH₄），其作用分別是燃燒提供熱量、制取合成氣，冶煉出的鐵水屬于混合物（填“純凈物”或“混合物”）．
（2）用化學方程式表示還原反應室內煉鐵的原理Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．（寫一個）
（3）催化反應室內有兩個反應，其中一個是CH₄與CO₂反應生成CO和H₂，該反應的化學方程式為CH₄+CO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO+2H₂．
（4）CO和H₂可合成液體燃料CH₃OH，反應中CO和H₂的化學計量數(shù)之比為1：2．
（5）該工藝流程中，可循環(huán)利用的物質是二氧化碳．

Answer 1

分析 甲烷燃燒生成水和二氧化碳，同時放出大量的熱；
高溫條件下，一氧化碳和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳；
根據(jù)反應物、生成物、反應條件及其質量守恒定律可以書寫反應的化學方程式．

解答 解：（1）該工藝流程中兩處使用甲烷，進入燃燒室的甲烷的作用是燃燒放出熱量，提高還原反應室的溫度，進入催化反應室的甲烷的作用是反應物，冶煉出的鐵水中含有碳等雜質，屬于混合物．
故填：燃燒提供熱量；制取合成氣；混合物．
（2）還原反應室內，氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）CH₄與CO₂反應生成CO和H₂，該反應的化學方程式為：CH₄+CO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO+2H₂．
故填：CH₄+CO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO+2H₂．
（4）CO和H₂可合成液體燃料CH₃OH，反應的化學方程式為：CO+2H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OH，反應中CO和H₂的化學計量數(shù)之比為1：2．
故填：1：2．
（5）該工藝流程中，可循環(huán)利用的物質是二氧化碳．
故填：二氧化碳．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．