Question

15．联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：

请回答下列问题：
①在磁铁矿（主要成分是Fe₃O₄）、赤铁矿（主要成分是Fe₂O₃）、褐铁矿（主要成分是2Fe₂O₃•3H₂O）、菱铁矿（主要成分FeCO₃）、黄铁矿（主要成分是FeS₂）这些常见的铁矿石中，一般不选用黄铁矿用来炼铁的原因是黄铁矿含铁量低，含有害元素，并且在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境．焦炭的作用，除了燃烧产生热量外，还能够产生生成一氧化碳气体．
②若在设备A中加入磁铁矿，请写出其在高温条件下与一氧化碳反应的化学方程式：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．
③炼铁时CO是一种B（填序号，下同），炼铁的原料之一石灰石所起的作用是C；为降低生铁中碳的含量在炼钢时需通入氧气，氧气作A．
A．氧化剂        B．还原剂      C．造渣材料     D．催化剂
④为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法．这些方法共同的原理是可以将铁和氧气、水隔开．
⑤金属矿物的储量是有限的，而且不能再生．目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是节约金属资源（填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）．

Answer 1

分析 ①铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质；根据工业炼铁中焦炭的作用分析；
②根据四氧化三铁和一氧化碳在高温条件反应生成铁和二氧化碳，以及化学放程式的书写规则进行解答；
③根据炼铁的过程来分析；
④根据铁生锈的条件是铁与氧气、水共同作用的结果来考虑防止铁生锈的原理；
⑤根据金属的回收利用的目的解答，回收金属就是为了节约金属资源．

解答 解：①黄铁矿含铁量低，含有对环境有害的元素硫，并且在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿不宜炼铁．
故答案为：黄铁矿含铁量低，含有害元素，并且在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境；
工业炼铁中利用了焦炭的可燃性，提供热量；又利用其还原性，与二氧化碳反应生成一氧化碳气体．故填：生成一氧化碳气体；
②工业常用磁铁矿（主要成分为四氧化三铁）和一氧化碳在高温条件下炼铁，该反应的化学方程式为：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；
故答案为：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；
③炼铁时CO是一种还原剂，炼铁的原料之一石灰石所起的作用是将矿石中的杂质转化为矿渣；为降低生铁中碳的含量在炼钢时需通入氧气，氧气将其中的碳氧化为二氧化碳．故填：B；C；A；
④防止金属生锈的方法有：在金属表面涂一层油漆；在金属表面镀一层金属、在金属表面涂一层油等．在钢铁表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的原理是隔绝氧气和水．故答案为：可以将铁和氧气、水隔开；
⑤回收利用金属是为了节约金属资源．故选：节约金属资源．

点评 要理解炼铁的原理和方法过程，了解金属元素的存在及常见的金属矿物，注意炼铁过程中产生的副产物对环境的影响是解答这类题的关键．