Ⅱ、铁在自然界分布广泛,在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题:
(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示。原料中除铁矿石和焦炭外含有 。除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2)的化学反应方程式为 ;高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和 (填化学式)。
(2)已知:①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+494kJ/mol
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ/mol
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110kJ/mol
则反应 Fe2O3(s)+3C(s)+3/2O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH= kJ·mol-1。理论上反应 放出的热量足以供给反应 所需的热量(填上述方程式序号)
(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺,其流程如图(b)所示,其中,还原竖炉相当于高炉的 部分,主要反应的化学方程式为 ;熔融造气炉相当于高炉的 部分。
(4)铁矿石中常含有硫,使高炉气中混有 SO2污染空气,脱SO2的方法是 。
工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:
①2C(焦炭)+O2(空气)2CO②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是( )
(1)高炉炼铁的原料有铁矿、焦炭和石灰石,其中起熔剂作用的是 ,目的是除去铁矿石中的脉石,在铁水的上部形成炉渣而与铁水分离。
(2)焦炭在高炉炼铁中起着举足轻重的作用,下列不属于焦炭作用的是 。
A.作为燃料,为炼铁中的化学反应提供能量
B.作为还原剂与二氧化碳反应产生还原氧化铁的一氧化碳
C.对高炉中的物料起到支撑和疏散的作用
D.作为溶剂,除去铁矿石中的杂质
(3)高炉炼铁的污染非常严重,目前我国部分大城市中的钢铁厂借着搬迁的机会也在进行着工艺改进。高炉炼铁导致的环境污染有 。
A.臭氧空洞 B.酸雨 C.一氧化碳毒害 D.沙尘暴
(4)写出高炉炼铁中与碳元素有关的氧化还原反应化学方程式: 。