Question

16．某鋼鐵廠高爐煉鐵的主要原料是焦炭、赤鐵礦石（主要含F(xiàn)e₂O₃）、空氣等，主要反應(yīng)過程如下：

請(qǐng)回答：
（1）步驟1所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式為C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO．
（2）步驟2的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）某鋼鐵廠每天需消耗5000t含F(xiàn)e₂O₃80%的赤鐵礦，該廠理論上可日產(chǎn)含鐵98%的生鐵的質(zhì)量是2857t．（結(jié)果保留整數(shù)）
（4）向硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中，加入一定量的鐵粉，反應(yīng)停止后過濾，得到濾渣和濾液．向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則濾渣中一定不含有Fe（填化學(xué)式），濾液中一定含有的溶質(zhì)是Fe（NO₃）₂（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)高爐煉鐵的流程、原料及反應(yīng)原理分析．先由焦炭制得二氧化碳，再有二氧化碳制得一氧化碳．
（2）最終一氧化碳把赤鐵礦中的鐵還原出來(lái)；
（3）由赤鐵礦石的質(zhì)量、氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)赤鐵礦煉鐵的化學(xué)方程式可以列式計(jì)算出煉出生鐵的質(zhì)量．
（4）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序可知，三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋鸿F、銅、銀，所以向硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中，加入一定量的鐵粉，則鐵能與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銀，能與硝酸銅反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銅，向?yàn)V渣中滴加稀硫酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明濾渣中一定不含有鐵，一定含有銀，可能含有銅；濾液中一定含有的溶質(zhì)是硝酸亞鐵進(jìn)行分析．

解答 解：（1）高爐煉鐵的流程為：焦炭與過量空氣在高溫條件下生成二氧化碳，二氧化碳又與焦炭在高溫條件下生成一氧化碳，故填：C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（2）利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）解：設(shè)理論上可煉出含鐵98%的生鐵質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160            112
5000t×80%     98%x
$\frac{160}{112}=\frac{5000t}{98%x}$
x≈2857t
答：該鋼鐵廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵質(zhì)量是2857t．
故填：2857；
（4）向硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中，加入一定量的鐵粉，則鐵能與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銀，能與硝酸銅反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銅，向?yàn)V渣中滴加稀硫酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明濾渣中一定不含有鐵，一定含有銀，可能含有銅；濾液中一定含有的溶質(zhì)是硝酸亞鐵．
故答案為：Fe；Fe（NO₃）₂．

點(diǎn)評(píng) 活動(dòng)性強(qiáng)的金屬放入活動(dòng)性弱的金屬的混合鹽溶液中，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬會(huì)先把活動(dòng)性最弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，然后再置換活動(dòng)性較弱的金屬．