Question

工業煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐，在高溫下通入空氣進行一系列反應把鐵還原出來．
（1）通入空氣使固態的焦炭轉化為具有還原性的氣態物質，轉化過程中涉及的反應的化學方程式是

 

．
（2）赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃）在高爐里反應生成單質鐵的化學方程式是

 

．
（3）計算：
①氧化鐵（Fe₂O₃）的相對分子質量是

 

；
②5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中，氧化鐵的質量是

 

t；
③上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98%的生鐵

 

t．

Answer 1

分析：（1）焦炭可與氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳在高溫條件下可與焦炭反應生成一氧化碳；一氧化碳為煉鐵的還原劑；
（2）一氧化碳還原劑在高溫下可奪取氧化鐵中的氧而使氧化鐵失氧被還原成鐵，同時生成二氧化碳；
（3）根據赤鐵礦中氧化鐵的含量計算出氧化鐵的質量，再根據氧化鐵中鐵元素的質量分數計算出赤鐵礦中含有鐵元素的質量；利用所得生鐵中含鐵元素的質量與鐵礦石中鐵元素質量相等，計算出生鐵的質量．

解答：解：（1）焦炭在空氣為燃燒生成二氧化碳，生成的二氧化碳在高溫條件下與焦炭發生反應，生成具有還原性的氣體一氧化碳；
故答案為：C+O₂

高溫  .

CO₂，CO₂+C

高溫  .

2CO；
（2）在高溫條件下，一氧化碳還原氧化鐵得到單質鐵和二氧化碳；
故答案為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）氧化鐵（Fe₂O₃）的相對分子質量=56×2+16×3=160
5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中，氧化鐵的質量=5000t×84%=4200t
5000t赤鐵礦中含鐵元素的質量=4200t×

56×2

160

×100%=2940t
理論上可煉得含鐵98%的生鐵的質量=

2940t

98%

=3000t
故答案為：①160；②4200；③3000．

點評：鐵的冶煉是利用還原劑一氧化碳把鐵的氧化物中的鐵還原成單質鐵的過程，過程中鐵元素的質量不變．