Question

某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的基本生產(chǎn)流程示意圖如下：

請回答下列問題：
（1）設(shè)備A的名稱是

 

．
（2）寫出以磁鐵礦為主要原料在A設(shè)備內(nèi)轉(zhuǎn)化成鐵的反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（3）在A設(shè)備，空氣是從它的下部吹入的，則其中溫度最高的部位在

 

 （填“上部”、“中部”或“下部”）．
（4）煉鋼時，直接將A設(shè)備煉出的“鐵水”（熔融的生鐵）運到煉鋼車間煉鋼，在“鐵水”中吹入純氧就可使煉鋼的反應(yīng)進(jìn)行，不需另用燃料加熱．這說明煉鋼時的反應(yīng)大多為

 

，反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”），吹入純氧而不吹入空氣的原因是

 

．
（5）在煉鋼過程中，檢驗員抽取5g鋼樣，在足量的氧氣中充分燃燒，將生成的氣體用足量澄清石灰水充分吸收，得到0.25g白色沉淀，求該鋼樣燃燒時生成CO₂的質(zhì)量及鋼樣的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)工業(yè)上由鐵礦煉鐵的設(shè)備是高爐進(jìn)行解答；
（2）煉鐵的原理是利用還原劑CO在高溫下還原Fe₃O₄；
（3）反應(yīng)在下部進(jìn)行，所以下部溫度最高．
（4）煉鋼時的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以不需另用燃料加熱；產(chǎn)物中因含有少量雜質(zhì)而變成生鐵，煉鋼是進(jìn)一步除去煉出的鐵中的雜質(zhì)的過程，利用的是氧氣與雜質(zhì)金屬反應(yīng)．因為雜質(zhì)含量本來就不多，所以如果采用空氣的話，氧氣含量只有不到1/5，與雜質(zhì)金屬接觸的幾率更小了，不利于除雜，氧氣濃度越大碰撞幾率越大也更容易除去雜質(zhì)；
（5）根據(jù)沉淀的量進(jìn)行計算即可．

解答：解：：（1）工業(yè)上由鐵礦煉鐵的設(shè)備是高爐；
（2）煉鐵的原理是利用還原劑CO把金屬氧化物還原為金屬單質(zhì)，自身生成CO₂的過程，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4CO+Fe₃O₄

高溫  .

3Fe+4CO₂；
（3）由于碳和氧氣反應(yīng)放熱，所以應(yīng)該是下部溫度最高．
（4）物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，實際上是物質(zhì)微粒的相互碰撞，微粒濃度越大反應(yīng)越充分、越劇烈，故煉鋼中選用氧氣而不選空氣是為了促使反應(yīng)更加劇烈，并獲得更多的熱量，維持其他反應(yīng)進(jìn)行；
（5）設(shè)生成二氧化碳的質(zhì)量為x．
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂0
44            100
x            0.25g

44

x

=

100

0.25g

x=0.11g
0.11g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量=0.11g×

12

44

×100%=0.03g
鋼樣中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.03g

5g

× 100%=0.6%
答：鋼樣中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%．
故答案為：（1）高爐；（2）4CO+Fe₃O₄

高溫  .

3Fe+4CO₂；（3）下部；（4）放熱、使反應(yīng)快速進(jìn)行，放出更多的熱，維持其他反應(yīng)進(jìn)行；（6）0.6%．

點評：本題主要考查煉鐵的設(shè)備及原理，其中有考查了還原反應(yīng)的書寫與配平；從微觀的角度考查化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)；利用化學(xué)方程式進(jìn)行計算．此類題綜合性較強，相關(guān)聯(lián)的知識點較多，是中考的一個難點和重點．