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3.鐵在自然界分布廣泛,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國(guó)防科技中有重要應(yīng)用.

回答下列問(wèn)題:
(1)用鐵礦石(赤鐵礦)冶煉生鐵的高爐如圖(a)所示.原料中除鐵礦石和焦炭外還有石灰石.除去鐵礦石中脈石(主要成分為SiO2)的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaCO3_CaO+CO2↑、CaO+SiO2_CaSiO3;高爐排出氣體的主要成分有N2、CO2和CO(填化學(xué)式).
(2)已知:①Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H=+494kJ•mol-1
          ②CO(g)+12O2(g)═CO2(g)△H=-283kJ•mol-1
          ③C(s)+12O2(g)═CO(g)△H=-110kJ•mol-1
則反應(yīng)Fe2O3(s)+3C(s)+32O2(g)═2Fe(s)+3CO2(g)的△H=-355kJ•mol-1.理論上反應(yīng)②③放出的熱量足以供給反應(yīng)①所需要的熱量(填上述方程式序號(hào)).
(3)有人設(shè)計(jì)出“二步熔融還原法”煉鐵工藝,其流程如圖(b)所示,其中,還原豎爐相當(dāng)于高爐的爐腰部分,主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO_2Fe+3CO2;熔融造氣爐相當(dāng)于高爐的爐腹部分.
(4)鐵礦石中常含有硫,使高爐氣中混有SO2污染空氣,脫SO2的方法是堿液或氫氧化鈉、氨水.

分析 (1)鐵礦石中含有氧化鐵和脈石,為除去脈石,可加入石灰石,石灰石分解生成氧化鈣,氧化鈣和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣;加入焦炭,先生成CO,最后生成二氧化碳;
(2)利用蓋斯定律將①+②×3得到Fe2O3(s)+3C(s)+32O2(g)═2Fe(s)+3CO2(g)的△H,因①為吸熱反應(yīng),②③為放熱反應(yīng),則②③反應(yīng)放出的熱量可使①反應(yīng);
(3)高爐煉鐵時(shí),爐腰部分發(fā)生Fe2O3+3CO_2Fe+3CO2,還原豎爐發(fā)生此反應(yīng),熔融造氣爐和高爐的爐腹都發(fā)生2C+O2_2CO以及CaCO3_CaO+CO2↑,CaO+SiO2_CaSiO3反應(yīng);
(4)高爐氣中混有SO2,SO2為酸性氣體,可與堿反應(yīng).

解答 解:(1)鐵礦石中含有氧化鐵和脈石,為除去脈石,可加入石灰石,石灰石分解生成氧化鈣,氧化鈣和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣,涉及反應(yīng)有CaCO3_CaO+CO2↑,CaO+SiO2_CaSiO3,加入焦炭,先生成CO,最后生成二氧化碳,尾氣中含有CO,
故答案為:石灰石;CaCO3_CaO+CO2↑;CaO+SiO2_CaSiO3;CO;
(2)利用蓋斯定律將①+②×3得到Fe2O3(s)+3C(s)+32O2(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=(+494kJ•mol-1)+3×(-283kJ•mol-1)=-355kJ•mol-1,
因①為吸熱反應(yīng),②③為放熱反應(yīng),則②③反應(yīng)放出的熱量可使①反應(yīng),
故答案為:-355;②③;①;
(3)高爐煉鐵時(shí),爐腰部分發(fā)生Fe2O3+3CO_2Fe+3CO2,還原豎爐發(fā)生此反應(yīng),熔融造氣爐和高爐的爐腹都發(fā)生2C+O2_2CO以及CaCO3_CaO+CO2↑,CaO+SiO2_CaSiO3反應(yīng),則熔融造氣爐相當(dāng)于高爐的爐腹部分,
故答案為:爐腰;Fe2O3+3CO_2Fe+3CO2;爐腹;
(4)高爐氣中混有SO2,SO2為酸性氣體,可與堿反應(yīng),可用堿液或氫氧化鈉、氨水等吸收,
故答案為:堿液或氫氧化鈉、氨水.

點(diǎn)評(píng) 本題為2015年海南考題,涉及高爐煉鐵,側(cè)重于化學(xué)與生產(chǎn)的考查,綜合考查元素化合物知識(shí),有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

13.下列敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.向蛋白質(zhì)溶液中加入CuSO4溶液,蛋白質(zhì)發(fā)生變性
B.一定條件下,乙醇能被氧化成一種刺激性氣味的液體
C.用Cl2和NaOH溶液為原料制備次氯酸鈉
D.海水提溴和生產(chǎn)玻璃過(guò)程中均涉及氧化還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.2.0gH218O與D2O的混合物中所含中子數(shù)為NA
B.常溫常壓下,4.4 g乙醛所含σ鍵數(shù)目為0.7NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6LCO2與足量Na2O2反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5NA
D.50mL12mol/L鹽酸與足量MnO2共熱,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

11.下列指定微粒的數(shù)目相等的是( �。�
A.等物質(zhì)的量的水與重水含有的中子數(shù)
B.等質(zhì)量的乙烯和丙烯中含有的共有電子對(duì)數(shù)
C.同溫、同壓、同體積的CO和NO含有的質(zhì)子數(shù)
D.等物質(zhì)的量的鐵和鋁分別與足量氯氣完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

18.下列有機(jī)物的命名錯(cuò)誤的是(  )
A.
 1,2,4-三甲苯
B.
3-甲基戊烯
C.
2-甲基-1-丙醇
D.
1,3-二溴丙烷

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)+mY(g)?3Z(g),平衡時(shí),X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%,在此平衡體系中加入1molZ(g),再將達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變.下列敘述不正確的是( �。�
A.m=2
B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同
C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1:1
D.第二次平衡時(shí),Z的濃度為0.4mol•L-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.分子式為C2H6O的有機(jī)化合物性質(zhì)相同
B.相同條件下,等質(zhì)量的碳按a、b兩種途徑完全轉(zhuǎn)化,途徑a比途徑b放出更多熱能
途徑a:CH2OCO+H2O2CO2+H2O
途徑b:CO2CO2
C.在氧化還原反應(yīng)中,還原劑失去電子總數(shù)等于氧化劑得到電子的總數(shù)
D.通過(guò)化學(xué)變化可以直接將水轉(zhuǎn)變?yōu)槠?/td>

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

3.實(shí)驗(yàn)室采用簡(jiǎn)易裝置模擬演示工業(yè)煉鐵原理,實(shí)驗(yàn)裝置圖和實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①按上圖連接好裝置,檢查裝置氣密性.
②稱(chēng)取適量 Fe2O3于石英試管中,點(diǎn)燃Ⅰ處酒精燈,緩慢滴入甲酸.
③在完成某項(xiàng)操作后,點(diǎn)燃另外兩處酒精燈.
④30min后熄滅酒精燈,關(guān)閉彈簧夾.
⑤待產(chǎn)物冷卻至室溫后,收集產(chǎn)物.
⑥采用如上方法分別收集帶金屬網(wǎng)罩酒精燈(金屬網(wǎng)罩可以集中火焰、提高溫度)和酒精噴燈加熱的產(chǎn)物.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)制備CO的原理是利用甲酸(HCOOH)在濃硫酸加熱條件下的分解制得,盛放甲酸的儀器名稱(chēng)為分液漏斗,該反應(yīng)的化學(xué)方程式HCOOH CO↑+H2O.
(2)實(shí)驗(yàn)步驟③某項(xiàng)操作是指檢驗(yàn)CO純度.
(3)實(shí)驗(yàn)步驟④熄滅酒精燈的順序?yàn)棰�、I、II.(填Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)
(4)通過(guò)查資料獲取如下信息:
Ⅰ.酒精燈平均溫度為600℃;加網(wǎng)罩酒精燈平均溫度為700℃,酒精噴燈平均溫度為930℃.
Ⅱ.資料指出當(dāng)反應(yīng)溫度高于710℃,F(xiàn)e能穩(wěn)定存在,680℃~710℃之間,F(xiàn)eO穩(wěn)定存在,低于680℃,則主要是Fe3O4.試分析酒精燈加熱條件下生成Fe的原因是長(zhǎng)時(shí)間集中加熱使局部溫度達(dá)到還原生成鐵所需要的溫度.
(5)已知FeO、Fe2O3、Fe3O4氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:22.2%、30%、27.6%.
利用儀器分析測(cè)出3種樣品所含元素種類(lèi)和各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下表:
加熱方式產(chǎn)物元素組成各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%
FeO
酒精燈Fe和O74.5025.50
帶網(wǎng)罩酒精燈Fe和O76.4823.52
酒精噴燈Fe100.000.00
分析各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知前二種加熱方式得到的產(chǎn)物為混合物,其中酒精燈加熱所得產(chǎn)物的組成最多有9種可能.
(6)通過(guò)進(jìn)一步的儀器分析測(cè)出前二種加熱方式得到的固體粉末成分均為Fe3O4和Fe,用酒精噴燈加熱得到的固體粉末成分為Fe.請(qǐng)計(jì)算利用酒精燈加熱方式混合物中Fe3O4和Fe的質(zhì)量比為12:1.(要求保留整數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.生產(chǎn)電池級(jí)活性二氧化錳的方法之一是利用電解錳陽(yáng)極泥(主要含MnO2、MnO,還含少量鉛、鈣的化合物等)作原料并采用如下工藝制備:

(1)還原爐中加入焦炭生成Mn2O3的化學(xué)方程式為4MnO2+C_2Mn2O3+CO2↑;酸浸時(shí),為提高浸取率可采用的措施有延長(zhǎng)浸取時(shí)間(充分?jǐn)嚢�、提高浸取溫度等)(舉一例).
(2)過(guò)濾Ⅰ中濾渣Ⅰ的主要成分為CaSO4、PbSO4(填化學(xué)式).
(3)調(diào)節(jié)pH后,Mn2(SO43的歧化產(chǎn)物是MnO2、MnSO4(填化學(xué)式),加入NaClO3氯化Mn2+反應(yīng)的離子方程式為3Mn2++ClO3-+3H2O=3MnO2↓+6H++Cl-
(4)該工藝中不直接用軟錳礦(主要成分為MnO2)作原料而采用電解錳和陽(yáng)極泥,其優(yōu)點(diǎn)是提高錳資源的利用率(或防止錳的固體廢棄物對(duì)環(huán)境造成污染).(列舉一點(diǎn)).
(5)若電解錳陽(yáng)極泥中含錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,總轉(zhuǎn)化率為b%,則1t電解錳陽(yáng)極泥可得到活性MnO2的物質(zhì)的量為100ab55mol(用含有a、b的代數(shù)式表示).

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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