Question

【题目】【化学——选修2化学与技术】

铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。

回答下列问题：

（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示。原料中除铁矿石和焦炭外含有 。除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2 ）的化学反应方程式为 、 ；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2 和 (填化学式)。

（2）已知：①Fe2O3 (s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1

②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1

③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110kJ·mol-1

则反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g) 的ΔH= kJ·mol-1。理论上反应 放出的热量足以供给反应 所需的热量（填上述方程式序号）

（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图(b)所示，其中，还原竖炉相当于高炉的

部分，主要反应的化学方程式为 ；熔融造气炉相当于高炉的 部分。

（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2 污染空气，脱SO2 的方法是 。

Answer 1

【答案】（1）石灰石CaCO3CaO+CO2↑、CaO+SiO2CaSiO3；CO。

（2）-355；②③，①

（3）炉身，Fe2O3 + 3CO2Fe+3CO2；炉腹

（4）用碱液吸收（氢氧化钠溶液或氨水等）

【解析】

试题分析：（1）铁矿石中含有氧化铁和脉石，为除去脉石，可以加入石灰石，石灰石分解为氧化钙，氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙；加入焦炭，先生成CO，最后生成CO2；

（2）利用盖斯定律将①+②x3得到Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)的ΔH，因①为吸热反应，②③为放热反应，则②③反应放出的热量可使①反应；

（3）高炉炼铁时，炉身部分发生Fe2O3+3 CO====2Fe+3CO2，还原竖炉发生此反应，熔融造气炉和高炉的炉腹都发生2C+O22CO以及CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2 CaSiO3反应；

（4）高炉气中混有SO2，SO2为酸性气体，可与碱反应。