Question

20．據(jù)統(tǒng)計：2016年，中國粗鋼產(chǎn)量為8.084億噸，同比增長1.2%，占世界總產(chǎn)量的比重達49.6%，生產(chǎn)了全球近一半的鋼鐵．請結(jié)合以下信息和所學知識，回答問題．

（1）工業(yè)煉鐵使用圖Ⅰ設備，名稱是高爐，煉鐵時將圖Ⅱ中固體原料按一定配比與圖Ⅲ中的富氧熱空氣共同投入煉鐵設備中，原料的投放口為方案二（填“方案一”或“方案二”）．
方案一：固體原料從A口投入，熱空氣從B口進入；
方案二：固體原料從B口投入，熱空氣從A口進入；
選擇此方案的優(yōu)點是便于碳與氧氣充分反應得到二氧化碳，二氧化碳再與碳反應得到一氧化碳．
（2）根據(jù)煉鐵的原理：①先將焦炭燃燒產(chǎn)生CO₂；②再進一步產(chǎn)生還原劑CO；③利用CO將赤鐵礦中的鐵還原出來．請寫出③的化學反應方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）若某煉鐵廠用赤鐵礦生產(chǎn)1噸生鐵（含雜質(zhì)4%），則理論上參加反應的CO為多少噸？（請寫出具體計算過程，注意格式）
（4）資料顯示，若生產(chǎn)1噸生鐵（含雜質(zhì)4%），需要2.0噸赤鐵礦、0.5噸焦炭以及0.3噸熔劑．某同學通過理論計算得出本次生產(chǎn)只需焦炭0.3噸，分析實際用量遠高于理論值的原因可能有AC（填字母）．
A．部分焦炭與鐵相互熔合，成為生鐵中的部分碳元素
B．焦炭在高溫下分解
C．焦炭轉(zhuǎn)變成一氧化碳后，并未全部參加反應．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)煉鐵的設備與方法來分析；
（2）根據(jù)反應物和生成物寫出化學方程式；
（3）由生鐵的質(zhì)量、其中鐵的質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)赤鐵礦煉鐵的化學方程式可以列式計算出煉出所需一氧化碳的質(zhì)量；
（4）根據(jù)冶煉生鐵的過程中碳的去向來分析．

解答 解：（1）煉鐵的設備是高爐，從高爐的上端投料，下端鼓入熱空氣，使得碳與氧氣反應得到還原劑--一氧化碳；故答案：高爐；方案二；便于碳與氧氣充分反應得到二氧化碳，二氧化碳再與碳反應得到一氧化碳；
（2）反應③是一氧化碳跟氧化鐵在高溫下反應，生成鐵和二氧化碳，反應方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）解：設理論上需要一氧化碳的質(zhì)量為x，則
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
84                       112
 x                     1t（1-4%）
$\frac{84}{112}=\frac{x}{1t（1-4%）}$
x=0.72t
答：理論上參加反應的CO0.72t；
（4）在生鐵冶煉的過程中，部分碳沒有參加反應轉(zhuǎn)移到的生鐵中，還有部分碳生成的一氧化碳沒有參加反應而損失，所以理論值小于實際用量，故填：AC．

點評 本題考查了鐵的冶煉、根據(jù)化學方程式的計算，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進行，含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算，注意代入方程式計算的必須是純物質(zhì)的質(zhì)量是正確解答此類題的關(guān)鍵．