Question

煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦、空氣等為主要原料煉鐵，反應(yīng)過(guò)程如下：

（1）原料焦炭的作用是

產(chǎn)生高溫環(huán)境

和

生成CO

，分別用化學(xué)方程式表示

C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂

、

CO₂+C

高溫  .

2CO

；高爐煉鐵后得到的尾氣中含哪些氣體？

N₂ CO₂ CO

．
（2）某鋼鐵廠用如圖裝置測(cè)定生鐵中碳的含量（假定生鐵中不含其他雜質(zhì)），請(qǐng)你一同參與：
①稱取生鐵a g，向A中加入

稀鹽酸（或稀硫酸），

，現(xiàn)象是

有氣泡產(chǎn)生

，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑

；
②完全反應(yīng)后量筒里的水為b L，產(chǎn)生氫氣的密度為ρg/L，則此生鐵中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為

a-28ρb

a

×100%

．
③如果此生鐵中混有少量鋅，則測(cè)得結(jié)果

偏小

（填寫(xiě)“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）

Answer 1

分析：（1）高爐煉鐵的高爐中發(fā)生一系列化學(xué)變化，首先焦炭與空氣中的氧氣生成二氧化碳，然后生成的二氧化碳繼續(xù)與焦炭反應(yīng)生成氣體還原劑一氧化碳，接下來(lái)一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，從而冶煉得到生鐵．
（2）由于生鐵中的鐵是一活潑金屬，能與稀酸反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)生成的氫氣的質(zhì)量可計(jì)算出生鐵中鐵的質(zhì)量，由鐵的質(zhì)量可求出碳的質(zhì)量．

解答：解：（1）焦炭為單質(zhì)碳，在高溫條件下與空氣中氧氣反應(yīng)生成二氧化碳；放出大量的熱，二氧化碳在高溫條件下，與焦炭繼續(xù)發(fā)生化合反應(yīng)生成具有還原性的氣體一氧化碳；化學(xué)方程式為C+O₂

點(diǎn)燃  .

  CO₂；CO₂+C

高溫  .

  2CO
（2）①鐵的活動(dòng)性比較強(qiáng)，能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氫氣；化學(xué)方程式為：
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
②由題意可知，ag生鐵完全反應(yīng)后生成的氫氣與量筒里的水的體積相同，也就是b L，又知道氫氣的密度為ρg/L，
所以生成氫氣的質(zhì)量為：b×ρ=ρbg，
設(shè)ag生鐵中鐵的質(zhì)量為x
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56              2
x               ρb

56

x

=

2

ρb

 
x=28ρb
故生鐵中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

a-28ρb

a

×100%；
③由于鋅也可以和酸溶液反應(yīng)生成氫氣，就會(huì)使生成的氣體增多，則計(jì)算出的金屬的質(zhì)量偏多，則生鐵中的碳的質(zhì)量偏�。�
故答案為：（1）產(chǎn)生高溫環(huán)境  生成CO  C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO2 CO₂+C

高溫  .

2CO N₂ CO₂ CO
（2）①稀鹽酸（或稀硫酸），有氣泡產(chǎn)生，F(xiàn)e+2HCl=FeCl₂+H₂↑
②：

a-28ρb

a

×100%；
  ③偏小

點(diǎn)評(píng)：高爐煉鐵是利用焦炭先后與氧氣、二氧化碳反應(yīng)形成氣體還原劑一氧化碳，然后利用一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳．主要考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．