Question

9．現(xiàn)在的鋼鐵廠主要采用高爐煉鐵，高爐煉鐵基本流程圖如下：
煉鐵時將經(jīng)過處理的鐵礦石、焦炭和石灰石從爐頂裝入，從高爐下部吹入1000℃～1300℃的熱空氣，煉鐵時發(fā)生的主要反應(yīng)為：C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂，C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．請回答下列問題：．
（1）鐵礦石、焦炭和石灰石從爐頂裝入而空氣從高爐下部吹入是為了使反應(yīng)物充分接觸，提高原料利用率．
（2）焦炭是煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950℃～1 050℃下制得的．現(xiàn)代煉鐵在鼓入空氣的同時會噴入煤粉，請分析原因減少焦炭用量，降低成本．
（3）石灰石主要用于除去鐵礦石中的SiO₂和生成的SO₂等雜質(zhì)，生成爐渣，請用化學(xué)方程式表示該過程CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑、CaO+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃、CaO+SO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSO₃．

Answer 1

分析 （1）鐵礦石、焦炭和石灰石從爐頂裝入而空氣從高爐下部吹入，使反應(yīng)物充分接觸，提高原料利用率；
（2）現(xiàn)代煉鐵在鼓入空氣的同時會噴入煤粉，減少焦炭用量，降低成本；
（3）煅燒石灰石生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣，氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣．

解答 解：（1）高爐煉鐵時原料的加入方法是：鐵礦、焦炭、石灰石從爐頂投入，而高溫的空氣從爐底通入，這樣原料和空氣可以充分接觸，提高原料利用率，
故答案為：使反應(yīng)物充分接觸，提高原料利用率；
（2）煉鐵時要用到焦炭，它有兩個作用．煉鐵時需要高溫，焦炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，同時放出大量熱，可供給煉鐵使用；煉鐵時還需一氧化碳作還原劑，二氧化碳與過量焦炭反應(yīng)可以生成一氧化碳．燃燒放熱，維持爐溫，焦炭是煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950℃～1 050℃下制得的，現(xiàn)代煉鐵在鼓入空氣的同時會噴入煤粉，接觸面積大，生成一氧化碳，用一氧化碳的熱能供給反應(yīng)溫度，減少焦炭用量，降低成本，
故答案為：減少焦炭用量，降低成本；
（3）石灰石除去鐵礦石中的SiO₂和生成的SO₂等雜質(zhì)，首先是煅燒石灰石生成氧化鈣和二氧化碳，CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，生成的氧化鈣分別與鐵礦石中的SiO₂和生成的SO₂等雜質(zhì)反應(yīng)，CaO+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃、CaO+SO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSO₃，生成爐渣，
故答案為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑、CaO+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃、CaO+SO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSO₃．

點評 本題考查煉鐵，掌握煉鐵的原理是解答關(guān)鍵，題目難度不大．