早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產和使用鐵器．工業(yè)煉鐵把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來．一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式為：3CO+Fe2O3 高溫 2Fe+3CO23CO+Fe2O3 高溫 2Fe+3CO2．其中，石灰石起作用將礦石中的二氧化硅等雜質轉變?yōu)闋t渣而除去的將礦石中的二氧化硅等雜質轉變?yōu)闋t渣而除去的．
某化學興趣小組同學在學習煉鐵的相關內容時，對煉鐵時還原劑的選擇進行了如下探究．
【提出問題】單質碳也具有還原性，碳還原氧化鐵的化學方程式為3C+2Fe2O3 高溫 4Fe+3CO2↑3C+2Fe2O3 高溫 4Fe+3CO2↑．為什么工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石？
【猜想與假設】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應不易完全．
【進行實驗】實驗步驟及注意事項如下：
①稱取兩份相同質量的氧化鐵粉末．一份與足量的碳粉均勻混合放入圖1裝置A的試管中；另一份放入圖1裝置B的玻璃管中．
②圖1裝置A和B兩組實驗同時開始進行．在圖1裝置B的反應中，實驗開始前應先COCO（選填“通CO”或“加熱”）； 實驗結束后應繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫，其原因是防止高溫下鐵又被進入的空氣氧化防止高溫下鐵又被進入的空氣氧化．
【實驗現(xiàn)象】當圖1裝置B的玻璃管中固體完全由紅色變?yōu)楹谏?/div>紅色變?yōu)楹谏?/div>時（選填“紅色變?yōu)楹谏被颉昂谏優(yōu)榧t色”），圖1裝置A的試管中仍有紅色物質紅色物質．
【解釋與結論】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應確實不易完全，這可能是工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個原因．
【完善實驗】聯(lián)想到單質碳的一些化學性質，甲同學認為在碳還原氧化鐵的反應中可能還會有CO產生．為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO2，將該氣體通過圖2的檢驗裝置．圖2A裝置中的試劑是（寫名稱，下同）澄清的石灰水澄清的石灰水，圖2B裝置中的試劑是氫氧化鈉溶液，用以吸收二氧化碳（2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ）；證明原混合氣體中CO2存在的實驗現(xiàn)象是石灰水變渾濁石灰水變渾濁；證明原混合氣體中CO存在的實驗現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色黑色粉末變成紅色；經過檢驗，證實碳還原氧化鐵所得的氣體中確實含有CO和CO2，因此圖1裝置A的不足之處是缺少尾氣處理裝置缺少尾氣處理裝置．
【拓展延伸】要煉出含鐵96%的生鐵4000t,至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦石的質量是多少？（請寫出詳細的計算過程，結果保留一位小數(shù)）【答案】3CO+Fe2O3 高溫 2Fe+3CO2；將礦石中的二氧化硅等雜質轉變?yōu)闋t渣而除去的；3C+2Fe2O3 高溫 4Fe+3CO2↑；CO；防止高溫下鐵又被進入的空氣氧化；紅色變?yōu)楹谏?；紅色物質；澄清的石灰水；石灰水變渾濁；黑色粉末變成紅色；缺少尾氣處理裝置【解答】【點評】聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布。發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：58引用：2難度：0.3
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1．《天工開物》中描述了系統(tǒng)、連續(xù)的煉鐵煉鋼過程，利用煤炭煉鐵，從煉鐵爐流出的生鐵水，直接流進炒鐵爐里炒成熟鐵，從而減少了再熔化的過程。下列說法錯誤的是（ ?。?/h2>
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2．在鋼鐵工業(yè)推進碳減排、碳捕集的過程中，化學發(fā)揮了重要作用。
（1）“焦炭煉鋼”是先將鐵精礦（Fe2O3）和焦炭同時加入高爐，鼓入熱空氣，充分反應后得到生鐵，再將生鐵轉移至煉鋼爐中煉制得鋼。
①高爐煉鐵的主要反應原理是在高溫下， 奪取了Fe2O3里的氧將鐵還原出來。
②某鋼鐵廠每年需要向高爐中加入120萬噸的焦炭，若加入的焦炭全部轉化為CO2，則該鋼鐵廠每年排放CO2的質量為 萬噸。
（2）為了實現(xiàn)CO2的捕集利用，我國研制出一種多功能復合催化劑（含Na-Fe3O4），能將CO2轉化為汽油，轉化步驟如下：
CO2H2步驟ⅠCOH2步驟Ⅱ（CH2）n步驟Ⅲ汽油
①步驟Ⅰ除生成CO外，還生成另一種氧化物。該氧化物的化學式是 。
②下列說法錯誤的是 （填字母）。
a.所得汽油中含有C、H兩種元素
b.NaFe3O4中O為-2價，F(xiàn)e為+3價
c.上述轉化不僅有利于CO2減排，還可以減輕人類對化石能源的需求
（3）一種以“氫能煉鋼”替代“焦炭煉鋼”的工藝流程如圖所示。
①高溫下，用H2煉鐵時反應的化學方程式為 。
②跟“焦炭煉鋼”工藝相比，“氫能煉鋼”的主要優(yōu)點有 。
③從物質組成的角度，說明向煉鋼爐中加入廢鋼的目的： 。
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3．從1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。
（1）上述三種鐵礦石的主要成分屬于氧化物的是 。
（2）工業(yè)上用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵的原理是 （用化學方程式表示）。
高溫
高溫
高溫
高溫
紅色變?yōu)楹谏?/div>時（選填“紅色變?yōu)楹谏被颉昂谏優(yōu)榧t色”），圖1裝置A的試管中仍有
【解釋與結論】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應確實不易完全，這可能是工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個原因．
【完善實驗】聯(lián)想到單質碳的一些化學性質，甲同學認為在碳還原氧化鐵的反應中可能還會有CO產生．為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO2，將該氣體通過圖2的檢驗裝置．圖2A裝置中的試劑是（寫名稱，下同）
【拓展延伸】要煉出含鐵96%的生鐵4000t,至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦石的質量是多少？（請寫出詳細的計算過程，結果保留一位小數(shù)）
紅色物質
紅色物質
．【解釋與結論】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應確實不易完全，這可能是工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個原因．
【完善實驗】聯(lián)想到單質碳的一些化學性質，甲同學認為在碳還原氧化鐵的反應中可能還會有CO產生．為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO2，將該氣體通過圖2的檢驗裝置．圖2A裝置中的試劑是（寫名稱，下同）
澄清的石灰水
澄清的石灰水
，圖2B裝置中的試劑是氫氧化鈉溶液，用以吸收二氧化碳（2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ）；證明原混合氣體中CO2存在的實驗現(xiàn)象是石灰水變渾濁
石灰水變渾濁
；證明原混合氣體中CO存在的實驗現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色
黑色粉末變成紅色
；經過檢驗，證實碳還原氧化鐵所得的氣體中確實含有CO和CO2，因此圖1裝置A的不足之處是缺少尾氣處理裝置
缺少尾氣處理裝置
．【拓展延伸】要煉出含鐵96%的生鐵4000t,至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦石的質量是多少？（請寫出詳細的計算過程，結果保留一位小數(shù)）
【答案】3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；將礦石中的二氧化硅等雜質轉變?yōu)闋t渣而除去的；3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑；CO；防止高溫下鐵又被進入的空氣氧化；紅色變?yōu)楹谏?；紅色物質；澄清的石灰水；石灰水變渾濁；黑色粉末變成紅色；缺少尾氣處理裝置
高溫
高溫
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：58引用：2難度：0.3
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1．《天工開物》中描述了系統(tǒng)、連續(xù)的煉鐵煉鋼過程，利用煤炭煉鐵，從煉鐵爐流出的生鐵水，直接流進炒鐵爐里炒成熟鐵，從而減少了再熔化的過程。下列說法錯誤的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：265引用：4難度：0.9 -
2．在鋼鐵工業(yè)推進碳減排、碳捕集的過程中，化學發(fā)揮了重要作用。
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①高爐煉鐵的主要反應原理是在高溫下，奪取了Fe2O3里的氧將鐵還原出來。
②某鋼鐵廠每年需要向高爐中加入120萬噸的焦炭，若加入的焦炭全部轉化為CO2，則該鋼鐵廠每年排放CO2的質量為萬噸。
（2）為了實現(xiàn)CO2的捕集利用，我國研制出一種多功能復合催化劑（含Na-Fe3O4），能將CO2轉化為汽油，轉化步驟如下：
CO2COH2步驟Ⅰ（CH2）nH2步驟Ⅱ汽油步驟Ⅲ
①步驟Ⅰ除生成CO外，還生成另一種氧化物。該氧化物的化學式是。
②下列說法錯誤的是（填字母）。
a.所得汽油中含有C、H兩種元素
b.NaFe3O4中O為-2價，F(xiàn)e為+3價
c.上述轉化不僅有利于CO2減排，還可以減輕人類對化石能源的需求
（3）一種以“氫能煉鋼”替代“焦炭煉鋼”的工藝流程如圖所示。
①高溫下，用H2煉鐵時反應的化學方程式為。
②跟“焦炭煉鋼”工藝相比，“氫能煉鋼”的主要優(yōu)點有。
③從物質組成的角度，說明向煉鋼爐中加入廢鋼的目的：。發(fā)布：2024/12/25 15:30:1組卷：388引用：5難度：0.6 -
3．從1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。
（1）上述三種鐵礦石的主要成分屬于氧化物的是。
（2）工業(yè)上用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵的原理是（用化學方程式表示）。發(fā)布：2024/12/25 13:0:1組卷：30引用：4難度：0.5
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