Question

工业炼铁的原料包括铁矿石、焦炭和足量的空气．某种铁矿石中所含有效成分为Fe₂O₃和Fe₃O₄．某次炼铁，矿石中含这两种铁氧化物共1.0吨，假定焦炭与矿石均被充分利用，所需焦炭的质量可能是（　　）

• A、0.22吨
• B、0.21吨
• C、0.11吨
• D、0.10吨

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：炼铁是将原料（铁矿石、焦炭、石灰石）通入高炉中，在高炉中发生复杂反应，生成铁的单质，Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂，Fe₃O₄+4CO

高温  .

3Fe+4CO₂，根据化学反应方程式和极限法进行解答．

解答： 解：铁矿石中所含有效成分为Fe₂O₃和Fe₃O₄．工业炼铁在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳作还原剂，从铁矿石中将铁还原出来，所以，假设所需焦炭的物质的量为X，n（CO）=n（C），
①当1.0吨铁矿石都为Fe₂O₃时，
Fe₂O₃ +3CO

高温  .

2Fe+3CO₂
1mol       3mol

1×106g

160g/mol

   Xmol        X=

3×106

160

mol，所需焦炭的质量可能是m（C）=

3×106

160

×12g≈0.225吨，
②当1.0吨铁矿石都为Fe₃O₄时，
Fe₃O₄ +4CO

高温  .

3Fe+4CO₂，
1mol          4mol

1×106g

232g/mol

     Xmol         X=

4×106

232

mol，所需焦炭的质量可能是m（C）=

4×106

232

×12g≈0.2069吨，
所需焦炭的质量介于这两者之间，
故选AB．

点评：本题主要考查了化学方程式的计算，依据极限法进行解答是解答本题的关键，题目难度中等．