Question

煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦、空氣等為主要原料煉鐵，反應過程如下：

（1）原料焦炭的作用是

產生高溫環境

和

生成CO

，分別用化學方程式表示

C+O₂

點燃  .

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定生鐵中碳的含量（假定生鐵中不含其他雜質），請你一同參與：
①稱取生鐵a g，向A中加入

稀鹽酸（或稀硫酸），

，現象是

有氣泡產生

，反應的化學方程式是：

Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑

；
②完全反應后量筒里的水為b L，產生氫氣的密度為ρg/L，則此生鐵中碳的質量分數的表達式為

a-28ρb

a

×100%

．
③如果此生鐵中混有少量鋅，則測得結果

偏小

（填寫“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

分析：（1）高爐煉鐵的高爐中發生一系列化學變化，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與焦炭反應生成氣體還原劑一氧化碳，接下來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，能與稀酸反應生成氫氣，根據生成的氫氣的質量可計算出生鐵中鐵的質量，由鐵的質量可求出碳的質量．

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

點燃  .

  CO₂；CO₂+C

高溫  .

  2CO
（2）①鐵的活動性比較強，能與稀鹽酸或稀硫酸反應生成氫氣；化學方程式為：
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
②由題意可知，ag生鐵完全反應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，
所以生成氫氣的質量為：b×ρ=ρbg，
設ag生鐵中鐵的質量為x
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56              2
x               ρb

56

x

=

2

ρb

 
x=28ρb
故生鐵中碳的質量分數為：

a-28ρb

a

×100%；
③由于鋅也可以和酸溶液反應生成氫氣，就會使生成的氣體增多，則計算出的金屬的質量偏多，則生鐵中的碳的質量偏小．
故答案為：（1）產生高溫環境  生成CO  C+O₂

點燃  .

CO2 CO₂+C

高溫  .

2CO N₂ CO₂ CO
（2）①稀鹽酸（或稀硫酸），有氣泡產生，Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
②：

a-28ρb

a

×100%；
  ③偏小

點評：高爐煉鐵是利用焦炭先后與氧氣、二氧化碳反應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．主要考查了學生的實驗探究能力，培養了學生的分析能力和計算能力．