铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉,在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。 某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时,对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。
【提出问题】 单质碳也具有还原性,碳还原氧化铁的化学方程式为。 为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石? 【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应不易完全。 【查阅资料】氢氧化钠溶液和澄清石灰水化学性质类似,能与二氧化碳反应,但反应无明显现象。 【进行实验】实验步骤及注意事项如下: ①称取两份相同质量的氧化铁粉末。 一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中;另一份放入下图装置B的玻璃管中。
在装置B的反应中,实验开始前应先 (选填“通CO”或“加热”); 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温,其原因是。 【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由 时(选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”),装置A的试管中仍有。 【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应确实不易完全,这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。 【交流与反思】经过查阅资料和讨论,该小组同学发现除了上述原因外,工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因,试写出其中的一个:。
【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质,甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。 为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2,将该气体通过下图的检验装置,正确的连接顺序是 (选填字母,装置可重复使用)。 经过检验,证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2,因此装置A的不足之处是。 查看详情 炼铁用石灰石作熔剂,除去脉石。 炼钢用生石灰做造渣材料,除去硫、磷等有害杂质。 电石(主要成分是CaC2)是生石灰与焦炭在电炉里反应制得。 因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问乐乐课堂。