Question

【題目】鋼鐵是目前世界上使用最多的金屬材料。我國早在春秋戰(zhàn)國時期就開始煉鐵、應用金屬鐵。

煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料放入高爐，在高溫條件下，煉鐵，反應過程如下圖所示。則回答：

（1）原料中焦炭在第①②步中都要用到，則焦炭的作用是______________。在冶煉反應過程中應先__________ (填“加熱”或“通入CO”)，其目的___________。

（2）當反應進行一段時間后，第③步中出現(xiàn)的現(xiàn)象為___________________，該反應化學方程式為______________。冶煉鐵時除CO外，還可用_______等物質來還原赤鐵礦中的氧化鐵 。

（3）中國鋼鐵公司為了測定朝鮮茂山鐵礦的優(yōu)質赤鐵礦中氧化鐵的質量分數(shù)。公司實驗室取該赤鐵礦樣品10g與足量的一氧化碳充分反應，測得反應后固體物質的質量為7.6g（假設赤鐵礦中的雜質不參加反應）。則赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為_____。

Answer 1

【答案】作燃料提供高溫并生成還原劑CO 通入CO 排出空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸 紅色固體變?yōu)楹谏?/span> C或H2 80%

【解析】

由流程圖可知，第①步焦炭與過量氧氣反應生成二氧化碳，第②步二氧化碳與焦炭在高溫下反應生成一氧化碳，第③步一氧化碳與三氧化二鐵高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，則有：

（1）原料中焦炭在第①②步中都要用到，則焦炭的作用是作燃料提供高溫并生成還原劑CO。在冶煉反應過程中應先通入CO，其目的排出空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。

（2）當反應進行一段時間后，第③步一氧化碳與三氧化二鐵高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，出現(xiàn)的現(xiàn)象為紅色固體變?yōu)楹谏�，該反應化學方程式為。單質碳、氫氣也具有還原性，冶煉鐵時除CO外，還可用C、H2等物質來還原赤鐵礦中的氧化鐵。

（3）由題意赤鐵礦樣品10g與足量的一氧化碳充分反應，測得反應后固體物質的質量為7.6g，反應的化學方程式為，根據(jù)方程式可知固體質量的減少量即為氧化鐵中氧元素的含量，則氧化鐵中氧元素的質量為10g-7.6g=2.4g，設氧化鐵的質量為x，則有：

解得x=8g

赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為

答：赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為80%。