Question

钢铁是人类生产生活中应有最广泛的金属材料，工业上一般用高炉炼铁，请回答下列与此有关的问题：
（1）根据矿石的主要成分分析，下列矿石中最适合炼铁的是______；
A、磁铁矿（主要成分Fe₃O₄）　　　B、黄铁矿（主要成分FeS₂）
C、菱铁矿（主要成分FeCO₃）　　　D、赤铜矿（主要成分Cu₂O）
（2）请写出以赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）为原料炼铁的化学方程式______；
（3）在炼铁原料中使用焦炭的目的是______（答一点）；
（4）铁及铁合金在空气中存放时易生锈，铁生锈与______有关．
（5）炼出生铁的含碳量______（填“大于”“等于”“小于”）钢的含碳量．

Answer 1

解：（1）A、磁铁矿的主要成分是Fe₃O₄，矿石中含铁元素，冶炼时产生的大气污染物相对较少，含铁量比较高．所以正确；
B、黄铁矿的主要成分是FeS₂，冶炼时会产生大量的二氧化硫，造成空气污染和酸雨，所以错误；
C、菱铁矿的主要成分是FeCO₃，相对含铁量较低．所以错误；
D、赤铜矿的主要成分是Cu₂O，不含铁元素，根据质量守恒定律，不可能炼出铁，所以错误；
（2）赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）为原料炼铁的反应原理是：在高温下用还原剂一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来，同时生成二氧化碳，方程式为：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；
（3）在炼铁过程中焦炭的作用有两个：①通过燃烧放热提供热源，②通过一系列化学变化提供还原剂一氧化碳；
（4）铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水反应生成铁锈，即铁生锈的条件是与氧气和水接触；
（5）它们的主要区别是含碳量不同，生铁的含碳量要比钢的高；
故答案为：（1）A；
（2）Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；
（3）提供热源 （或生成还原剂一氧化碳）；
（4）氧气和水（或O₂、H₂O）；
（5）大于．
分析：（1）根据矿石的成分和炼铁时的产物判断，要注意是否产生对环境有不利影响的物质；
（2）根据赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）为原料炼铁的原理书写方程式；
（3）根据在炼铁过程中焦炭发生的化学反应分析其作用回答；
（4）根据铁生锈的条件回答；
（5）据生铁的和钢的含碳量进行分析解答．
点评：了解铁的生锈的实质，掌握铁的冶炼原理、原料、实验现象、发生的主要反应是解题的前提条件．