Question

20．據(jù)統(tǒng)計(jì)：2016年，中國(guó)粗鋼產(chǎn)量為8.084億噸，同比增長(zhǎng)1.2%，占世界總產(chǎn)量的比重達(dá)49.6%，生產(chǎn)了全球近一半的鋼鐵．請(qǐng)結(jié)合以下信息和所學(xué)知識(shí)，回答問(wèn)題．

（1）工業(yè)煉鐵使用圖Ⅰ設(shè)備，名稱(chēng)是高爐，煉鐵時(shí)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(shè)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(jìn)入；
方案二：固體原料從B口投入，熱空氣從A口進(jìn)入；
選擇此方案的優(yōu)點(diǎn)是便于碳與氧氣充分反應(yīng)得到二氧化碳，二氧化碳再與碳反應(yīng)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(jìn)一步產(chǎn)生還原劑CO；③利用CO將赤鐵礦中的鐵還原出來(lái)．請(qǐng)寫(xiě)出③的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的CO為多少噸？（請(qǐng)寫(xiě)出具體計(jì)算過(guò)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(xué)通過(guò)理論計(jì)算得出本次生產(chǎn)只需焦炭0.3噸，分析實(shí)際用量遠(yuǎn)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(yīng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)煉鐵的設(shè)備與方法來(lái)分析；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫(xiě)出化學(xué)方程式；
（3）由生鐵的質(zhì)量、其中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)赤鐵礦煉鐵的化學(xué)方程式可以列式計(jì)算出煉出所需一氧化碳的質(zhì)量；
（4）根據(jù)冶煉生鐵的過(guò)程中碳的去向來(lái)分析．

解答 解：（1）煉鐵的設(shè)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(yīng)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(yīng)得到二氧化碳，二氧化碳再與碳反應(yīng)得到一氧化碳；
（2）反應(yīng)③是一氧化碳跟氧化鐵在高溫下反應(yīng)，生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）解：設(shè)理論上需要一氧化碳的質(zhì)量為x，則
3CO+Fe₂O₃$\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(yīng)的CO0.72t；
（4）在生鐵冶煉的過(guò)程中，部分碳沒(méi)有參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移到的生鐵中，還有部分碳生成的一氧化碳沒(méi)有參加反應(yīng)而損失，所以理論值小于實(shí)際用量，故填：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵的冶煉、根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算，完成此題，可以依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行，含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算，注意代入方程式計(jì)算的必須是純物質(zhì)的質(zhì)量是正確解答此類(lèi)題的關(guān)鍵．