Question

5．高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)．這種方法是由古代豎爐煉鐵發(fā)展、改進而成的．盡管世界各國研究發(fā)展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)率高，能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95%以上．
（1）高爐煉鐵的原料有鐵礦、焦炭和石灰石，其中起熔劑作用的是石灰石，目的是除去鐵礦石中的脈石，其產(chǎn)物密度比鐵小，所以在鐵水的上部（填“上部”或“下部”）形成爐渣而與鐵水分離．
（2）焦炭在高爐煉鐵中起著舉足輕重的作用，下列不屬于焦炭作用的是D．
A．作為燃料，為煉鐵中的化學(xué)反應(yīng)提供能量
B．作為還原劑與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生還原氧化鐵的一氧化碳
C．對高爐中的物料起到支撐和疏散的作用
D．除去鐵礦石中的雜質(zhì)
（3）高爐煉鐵的污染非常嚴(yán)重，目前我國部分大城市中的鋼鐵廠借著搬遷的機會也在進行著工藝改進．高爐煉鐵導(dǎo)致的環(huán)境污染有酸雨、一氧化碳毒害、粉塵污染等．
（4）寫出以赤鐵礦為原料進行高爐煉鐵時與碳元素有關(guān)的氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式：
C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂，CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，F(xiàn)e₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 （1）鐵礦石中有雜質(zhì)，就是二氧化硅，石灰石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和二氧化硅能反應(yīng)；硅酸鈣的密度小于鐵；
（2）焦炭燃燒放出熱量，反應(yīng)生成CO作還原劑，支撐爐內(nèi)料柱，提供爐料的透氣性；
（3）高爐煉鐵導(dǎo)致的環(huán)境污染有產(chǎn)生的二氧化硫形成酸雨、焦炭生成的一氧化碳毒害、產(chǎn)生大量顆粒粉塵等；
（4）高爐煉鐵中與碳元素有關(guān)的氧化還原反應(yīng)化學(xué)主要有碳和氧氣生成二氧化碳、二氧化碳和碳反應(yīng)生成一氧化碳、氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳．

解答 解：（1）鐵礦石中有雜質(zhì)，就是二氧化硅，石灰石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳就是所謂的爐渣，所以起熔劑作用的是石灰石；反應(yīng)生成的硅酸鈣的密度小于鐵，所以硅酸鈣在鐵水的上部；
故答案為：石灰石；��；上部；
（2）焦炭對高爐煉鐵的作用很大，主要表現(xiàn)在以下方面：
1、爐料的骨架作用：支撐爐內(nèi)料柱，提供爐料的透氣性；
2、提供冶煉能量：與氧氣燃燒放熱，占煉鐵總熱量的58%；
3、鐵礦石的還原劑：碳和碳與氧反應(yīng)生成的CO；
4、對最初生成的鐵進行滲碳，生鐵中含碳量為2.2-6.0%；
5、填充爐缸作用：活躍爐缸，提高爐缸的空間系數(shù)，使高爐休風(fēng)后易恢復(fù)爐況．
用石灰石除去鐵礦石中的雜質(zhì)，與焦炭無關(guān)，故D選；
故答案為：D；
（3）高爐煉鐵導(dǎo)致的環(huán)境污染有產(chǎn)生的二氧化硫形成酸雨、焦炭生成的一氧化碳毒害、產(chǎn)生大量顆粒粉塵等；
故答案為：酸雨、一氧化碳毒害、粉塵污染等；
（4）高爐煉鐵中與碳元素有關(guān)的氧化還原反應(yīng)化學(xué)主要有碳和氧氣生成二氧化碳、二氧化碳和碳反應(yīng)生成一氧化碳、氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，
故答案為：C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂，CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，F(xiàn)e₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．

點評 本題考查了鐵及其化合物的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、金屬的冶煉，題目難度不大，解決的關(guān)鍵是知道煉鐵的原理、原料及過程以及環(huán)境保護的有關(guān)知識，屬基礎(chǔ)性知識考查題．