Question

生铁的含量含碳量为2%~4.3%，生铁炼钢的原理之一是用氧气等将生铁中过多的碳和其他杂质除去。工业炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程见下图。

（1）炼铁的固体原料需经过粉碎后再进入高炉中，则粉碎的目的是______。

（2）热空气和高炉气体的主要成分，有一种相同的，这种气体的化学式是______。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO₃），其中硅元素的化合价是______。

（3）炼钢炉中，通入纯氧的目的是______。将钢锭轧成钢板，体现了金属的______性。

（4）钢铁制品易生锈，常用稀硫酸清除铁锈，有关反应的化学方程式为______。

（5）某同学用如图装置进行CO还原氧化铁的实验。

①加热一段时间后，红棕色固体变为黑色，有关反应的化学方程式为______。澄清的石灰水变浑浊，有关反应的化学方程式为______。

①针对该实验装置的叙述，正确的是______（填字母）。

A．应增加尾气的处理系统

B．加热前应先通入一段时间的CO，以排尽装置内空气

C．可以将澄清石灰水改为NaOH溶液，以检验产生的CO₂气体

Answer

增大反应物接触面积，加快反应速率 N2 +4 使生铁中的碳充分反应，降低含碳量 延展 Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O AB

【解析】

（1）炼铁的固体原料需经过粉碎，粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率；

（2）氮气的化学性质稳定，热空气中的氮气没有参与反应，所以排放出的高炉气体中也含有氮气；钙元素显+1价，氧元素显-2价，设硅元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+2）+x+（-2）×3=0，则x=+4价；

（3）炼钢炉中通入氧气可以使生铁中的碳充分反应，降低含碳量；将钢锭轧成钢板，体现了金属的延展性；

（4）氧化铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；

（5）①一氧化碳还原氧化铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；

②A、尾气中含有有毒的一氧化碳，所以应增加尾气的处理系统，故正确；

B、加热前应先通入一段时间的CO，以排尽装置内空气，以防加热时发生爆炸，故正确；

C、二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，但是反应中没有任何明显现象发生，所以不能用澄清石灰水改为NaOH溶液，以检验产生的CO2气体，故错误。