Question

18．工業上煉鐵煉鋼和軋制鋼材的主要流程如圖．

已知生鐵的含量含碳量為2%-4.3%鋼的含碳量為0.03%-2%．
（1）反應：①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，②Fe₂O₃+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO．屬于置換反應的是②，用于高爐煉鐵的原理是①（填序號）
（2）煉鐵的固體原料需經過粉碎，其目的是增大反應物接觸面積，加快反應速率．
（3）熱空氣和高爐氣體的主要成分有一種相同，這種氣體的化學式是N₂．爐渣中含有硅酸鈣（CaSiO₃），其中硅元素的化合價是+4．
（4）煉鋼爐中，通入純氧的目的是使生鐵中碳充分反應，降低碳的含量．將鋼錠軋成鋼板，體現了金屬的延展性．
（5）鋼鐵制品可能會生銹，寫出用稀硫酸除銹反應的化學方程式Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）置換反應是指由一種單質和一種化合物反應，生成另外一種單質和一種化合物的反應；根據工業煉鐵的原理來分析解答；
（2）反應物接觸面積越大，反應速率越快；
（3）根據氮氣的化學性質穩定以及化合物中元素化合價的計算方法來分析；
（4）根據鋼鐵的冶煉過程結合物質的性質進行分析解答即可；
（5）鐵銹的主要成分是氧化鐵，氧化鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水．

解答 解：（1）反應②中反應物和生成物都是一種單質和一種化合物，屬于置換反應；高爐煉鐵的原理是在高溫的條件下，用一氧化碳做還原劑，將鐵從其氧化物中還原出來；故填：②；①；
（2）煉鐵的固體原料需經過粉碎，粉碎的目的是增大反應物接觸面積，加快反應速率．故填：增大反應物接觸面積，加快反應速率；
（3）氮氣的化學性質穩定，熱空氣中的氮氣沒有參與反應，所以排放出的高爐氣體中也含有氮氣；鈣元素顯+1價，氧元素顯-2價，設硅元素的化合價是x，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：（+2）+x+（-2）×3=0，則x=+4價；故填：N₂；+4；
（4）煉鋼爐中通入氧氣可以使生鐵中的碳充分反應，降低含碳量，將鋼錠軋成鋼板，體現了金屬的延展性；故填：使生鐵中碳充分反應，降低碳的含量；延展；
（5）氧化鐵和稀硫酸反應的化學方程式為：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．

點評 本題考查的是煉鐵、煉鋼的原理的知識，完成此題，可以依據已有的知識進行．