Question

3．甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图，乙图是高炉炼铁示意图．请回答下列问题．
（1）写出甲图硬质玻璃管内反应的化学方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）甲图中尾气处理的目的是防止尾气中的CO污染空气．
（3）乙图中高炉炼铁时焦炭的作用是：①提供热量；②产生CO．
（4）为什么乙图中生铁出口低于炉渣出口？生铁密度大于炉渣．
（5）某钢铁厂用含氧化铁480t的赤铁矿为原料炼铁，理论上可炼出含杂质4%的生铁多少吨？（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据一氧化碳可以还原氧化铁写出化学反应式；
（2）从一氧化碳具有毒性考虑；
（3）焦炭为单质碳，可在氧气中燃烧生成二氧化碳，同时放出大量的热；在高温条件下与二氧化碳可反应生成一氧化碳；
（4）被还原出来的铁在高温条件下熔化成液态铁，铁的密度大于炉渣；
（5）根据化学方程式进行分析解答．

解答 解：（1）一氧化碳可以把氧化铁还原成铁，并生成二氧化碳气体，化学反应式是：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）一氧化碳是有毒气体，直接排放到大气中会污染空气，所以要进行尾气处理．故填：防止尾气中的CO污染空气；
（3）焦炭燃烧放出大量的热，可以提供炼铁所需要的温度；高温下焦炭可以与二氧化碳反应生成一氧化碳，为炼铁提供还原剂；
故填：提供热量，产生CO；
（4）在高温条件下，生铁熔化成液体，由于生铁密度大于炉渣密度，液体生铁流至高炉底部，所以乙图中生铁出口低于炉渣出口；
故填：生铁密度大于炉渣；
（5）设可炼出含杂质4%的生铁的质量为x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160            112
480t          x×（1-4%）
$\frac{160}{112}=\frac{480t}{x×（1-4%）}$
x=350t
答：理论上可炼出含杂质4%的生铁350t．

点评 掌握炼铁的反应原理，一氧化碳的性质，高炉炼铁中焦炭作为燃料和还原剂，是主要能源等知识才能正确解答．