Question

16．某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿石（主要含Fe₂O₃）、空气等，主要反应过程如下：

请回答：
（1）步骤1所涉及的化学反应方程式为C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．
（2）步骤2的化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe₂O₃80%的赤铁矿，该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是2857t．（结果保留整数）
（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，得到滤渣和滤液．向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定不含有Fe（填化学式），滤液中一定含有的溶质是Fe（NO₃）₂（填化学式）．

Answer 1

分析 （1）根据高炉炼铁的流程、原料及反应原理分析．先由焦炭制得二氧化碳，再有二氧化碳制得一氧化碳．
（2）最终一氧化碳把赤铁矿中的铁还原出来；
（3）由赤铁矿石的质量、氧化铁的质量分数、生铁中铁的质量分数，根据赤铁矿炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出生铁的质量．
（4）根据金属活动性顺序可知，三种金属的活动性顺序为：铁、铜、银，所以向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，则铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，向滤渣中滴加稀硫酸，无气泡产生，说明滤渣中一定不含有铁，一定含有银，可能含有铜；滤液中一定含有的溶质是硝酸亚铁进行分析．

解答 解：（1）高炉炼铁的流程为：焦炭与过量空气在高温条件下生成二氧化碳，二氧化碳又与焦炭在高温条件下生成一氧化碳，故填：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（2）利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）解：设理论上可炼出含铁98%的生铁质量为x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160            112
5000t×80%     98%x
$\frac{160}{112}=\frac{5000t}{98%x}$
x≈2857t
答：该钢铁厂理论上可日产含Fe98%的生铁质量是2857t．
故填：2857；
（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，则铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，向滤渣中滴加稀硫酸，无气泡产生，说明滤渣中一定不含有铁，一定含有银，可能含有铜；滤液中一定含有的溶质是硝酸亚铁．
故答案为：Fe；Fe（NO₃）₂．

点评 活动性强的金属放入活动性弱的金属的混合盐溶液中，活动性强的金属会先把活动性最弱的金属从其盐溶液中置换出来，然后再置换活动性较弱的金属．