Question

18．高炉冶铁工艺流程如图所示．

回答下列问题：
（1）该工艺流程中两处使用甲烷（CH₄），其作用分别是燃烧提供热量、制取合成气，冶炼出的铁水属于混合物（填“纯净物”或“混合物”）．
（2）用化学方程式表示还原反应室内炼铁的原理Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．（写一个）
（3）催化反应室内有两个反应，其中一个是CH₄与CO₂反应生成CO和H₂，该反应的化学方程式为CH₄+CO₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO+2H₂．
（4）CO和H₂可合成液体燃料CH₃OH，反应中CO和H₂的化学计量数之比为1：2．
（5）该工艺流程中，可循环利用的物质是二氧化碳．

Answer 1

分析 甲烷燃烧生成水和二氧化碳，同时放出大量的热；
高温条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳；
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式．

解答 解：（1）该工艺流程中两处使用甲烷，进入燃烧室的甲烷的作用是燃烧放出热量，提高还原反应室的温度，进入催化反应室的甲烷的作用是反应物，冶炼出的铁水中含有碳等杂质，属于混合物．
故填：燃烧提供热量；制取合成气；混合物．
（2）还原反应室内，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）CH₄与CO₂反应生成CO和H₂，该反应的化学方程式为：CH₄+CO₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO+2H₂．
故填：CH₄+CO₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO+2H₂．
（4）CO和H₂可合成液体燃料CH₃OH，反应的化学方程式为：CO+2H₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CH₃OH，反应中CO和H₂的化学计量数之比为1：2．
故填：1：2．
（5）该工艺流程中，可循环利用的物质是二氧化碳．
故填：二氧化碳．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．