Question

9．現(xiàn)在的鋼鐵廠主要采用高爐煉鐵，高爐煉鐵基本流程圖如下：
煉鐵時將經過處理的鐵礦石、焦炭和石灰石從爐頂裝入，從高爐下部吹入1000℃～1300℃的熱空氣，煉鐵時發(fā)生的主要反應為：C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂，C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．請回答下列問題：．
（1）鐵礦石、焦炭和石灰石從爐頂裝入而空氣從高爐下部吹入是為了使反應物充分接觸，提高原料利用率．
（2）焦炭是煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950℃～1 050℃下制得的．現(xiàn)代煉鐵在鼓入空氣的同時會噴入煤粉，請分析原因減少焦炭用量，降低成本．
（3）石灰石主要用于除去鐵礦石中的SiO₂和生成的SO₂等雜質，生成爐渣，請用化學方程式表示該過程CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑、CaO+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃、CaO+SO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSO₃．

Answer 1

分析 （1）鐵礦石、焦炭和石灰石從爐頂裝入而空氣從高爐下部吹入，使反應物充分接觸，提高原料利用率；
（2）現(xiàn)代煉鐵在鼓入空氣的同時會噴入煤粉，減少焦炭用量，降低成本；
（3）煅燒石灰石生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和二氧化硅反應生成硅酸鈣，氧化鈣和二氧化硫反應生成亞硫酸鈣．

解答 解：（1）高爐煉鐵時原料的加入方法是：鐵礦、焦炭、石灰石從爐頂投入，而高溫的空氣從爐底通入，這樣原料和空氣可以充分接觸，提高原料利用率，
故答案為：使反應物充分接觸，提高原料利用率；
（2）煉鐵時要用到焦炭，它有兩個作用．煉鐵時需要高溫，焦炭與氧氣反應生成二氧化碳，同時放出大量熱，可供給煉鐵使用；煉鐵時還需一氧化碳作還原劑，二氧化碳與過量焦炭反應可以生成一氧化碳．燃燒放熱，維持爐溫，焦炭是煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950℃～1 050℃下制得的，現(xiàn)代煉鐵在鼓入空氣的同時會噴入煤粉，接觸面積大，生成一氧化碳，用一氧化碳的熱能供給反應溫度，減少焦炭用量，降低成本，
故答案為：減少焦炭用量，降低成本；
（3）石灰石除去鐵礦石中的SiO₂和生成的SO₂等雜質，首先是煅燒石灰石生成氧化鈣和二氧化碳，CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，生成的氧化鈣分別與鐵礦石中的SiO₂和生成的SO₂等雜質反應，CaO+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃、CaO+SO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSO₃，生成爐渣，
故答案為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑、CaO+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃、CaO+SO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSO₃．

點評 本題考查煉鐵，掌握煉鐵的原理是解答關鍵，題目難度不大．