Question

20．据统计：2016年，中国粗钢产量为8.084亿吨，同比增长1.2%，占世界总产量的比重达49.6%，生产了全球近一半的钢铁．请结合以下信息和所学知识，回答问题．

（1）工业炼铁使用图Ⅰ设备，名称是高炉，炼铁时将图Ⅱ中固体原料按一定配比与图Ⅲ中的富氧热空气共同投入炼铁设备中，原料的投放口为方案二（填“方案一”或“方案二”）．
方案一：固体原料从A口投入，热空气从B口进入；
方案二：固体原料从B口投入，热空气从A口进入；
选择此方案的优点是便于碳与氧气充分反应得到二氧化碳，二氧化碳再与碳反应得到一氧化碳．
（2）根据炼铁的原理：①先将焦炭燃烧产生CO₂；②再进一步产生还原剂CO；③利用CO将赤铁矿中的铁还原出来．请写出③的化学反应方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）若某炼铁厂用赤铁矿生产1吨生铁（含杂质4%），则理论上参加反应的CO为多少吨？（请写出具体计算过程，注意格式）
（4）资料显示，若生产1吨生铁（含杂质4%），需要2.0吨赤铁矿、0.5吨焦炭以及0.3吨熔剂．某同学通过理论计算得出本次生产只需焦炭0.3吨，分析实际用量远高于理论值的原因可能有AC（填字母）．
A．部分焦炭与铁相互熔合，成为生铁中的部分碳元素
B．焦炭在高温下分解
C．焦炭转变成一氧化碳后，并未全部参加反应．

Answer 1

分析 （1）根据炼铁的设备与方法来分析；
（2）根据反应物和生成物写出化学方程式；
（3）由生铁的质量、其中铁的质量分数，根据赤铁矿炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出所需一氧化碳的质量；
（4）根据冶炼生铁的过程中碳的去向来分析．

解答 解：（1）炼铁的设备是高炉，从高炉的上端投料，下端鼓入热空气，使得碳与氧气反应得到还原剂--一氧化碳；故答案：高炉；方案二；便于碳与氧气充分反应得到二氧化碳，二氧化碳再与碳反应得到一氧化碳；
（2）反应③是一氧化碳跟氧化铁在高温下反应，生成铁和二氧化碳，反应方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）解：设理论上需要一氧化碳的质量为x，则
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
84                       112
 x                     1t（1-4%）
$\frac{84}{112}=\frac{x}{1t（1-4%）}$
x=0.72t
答：理论上参加反应的CO0.72t；
（4）在生铁冶炼的过程中，部分碳没有参加反应转移到的生铁中，还有部分碳生成的一氧化碳没有参加反应而损失，所以理论值小于实际用量，故填：AC．

点评 本题考查了铁的冶炼、根据化学方程式的计算，完成此题，可以依据已有的知识进行，含杂质物质的化学方程式的计算，注意代入方程式计算的必须是纯物质的质量是正确解答此类题的关键．