- 化学与材料的发展
- 共3104题
反应Fe2O3+3CO
正确答案
解析
解：炼铁是将原料（铁矿石、焦炭、石灰石、空气）通入高炉中，在高炉中发生复杂反应，生成铁的单质，该题以赤铁矿为例，氧化铁和一氧化碳反应Fe2O3+3CO
故选C．
工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：
①2C（焦炭）+O2（空气）
该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是（ ）
正确答案
解析
解：工业炼铁中Fe2O3+3CO
铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素．自然界中铁矿石主要有赤铁矿（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4）．金属铁是在高炉中冶炼的．高炉炼铁除了加入铁矿石外．还需加入焦碳和石灰石，石灰石能除去铁矿石中的二氧化硅．请填空：
（1）写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：______；
（2）写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式______；______．
（3）写出CaCO3参与反应的化学方程式______．
正确答案
解析
解：（1）因一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的方程式为Fe2O3+3CO
故答案为：Fe2O3+3CO
（2）碳与足量氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，反应为C+O2
故答案为：C+O2
（3）石灰石的作用是形成炉渣，CaCO3所参与反应的两个化学方程式为：CaCO3
故答案为：CaCO3
钢铁的生产与使用是人类文明和生活进步的一个重要标志．
（1）写出工业上用赤铁矿炼铁的主要化学反应方程式：______．
（2）炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑．试回答：
①铁锅的腐蚀主要是由______（填化学或电化学）腐蚀造成的．形成的铁锈的主要成分是______．
②为防止轮船的船体在海水中腐蚀，一般在船身连接______（填“锌块”或“铜块”）．
正确答案
Fe2O3+3CO
电化学
Fe2O3或Fe2O3•nH2O
锌块
解析
（1）一氧化碳在高温条件下把铁从赤铁矿里还原出来，反应的化学方程式：Fe2O3+3CO
故答案为：Fe2O3+3CO
（2）①铁锅中铁、碳和电解质溶液构成原电池，铁作负极，发生失电子的氧化反应，所以发生的为电化学腐蚀；亚铁离子容易被氧化成三价铁，所以铁锈的主要成分为：Fe2O3或 Fe2O3•nH2O
故答案为：电化学；Fe2O3或 Fe2O3•nH2O；
②为防止金属被腐蚀，可以利用牺牲阳极的阴极保护法保护金属，则被保护的金属作原电池正极，应该选取比铁活泼的金属作原电池负极，一般在轮船身上装有一定数量的锌，
故答案为：锌块．
下列过程需要增大反应速率的是（ ）
正确答案
解析
解：A．钢铁腐蚀消耗金属Fe，则应降低反应速率，故A不选；
B．工业上炼铁，为了提高产率，需要提高反应速率，故B选；
C．塑料老化消耗人类生活中使用的塑料产品，则应降低反应速率，故C不选；
D．食物腐败消耗人类需要的食物，则应降低反应速率，故D不选；
故选B．
（2015•长宁区模拟）炼铁高炉中冶炼铁的反应为：Fe2O3（s）+3CO（g）
正确答案
解析
解：A、升高温度，反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢，故A错误；
B、可逆反应是动态平衡，当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，不等于零，故B错误；
C、此反应特点为反应前后气体体积不变的反应，提高炼铁高炉的高度，对平衡无影响，故C错误；
D、当反应达到平衡时，体系中的组成保持不变，所以一氧化碳与二氧化碳的物质的量之比也保持不变，故D正确；
故选D．
（一）高炉炼铁过程中发生的主要反应为：
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
（1）该反应的平衡常数表达式K=______；△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）欲提高上述反应中CO的平衡转化率，可采取的措施是______．
A．提高反应温度 B．移出部分CO2
C．加入合适的催化剂 D．减小容器的容积
（3）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，此时υ正______υ逆（填“＞”、“＜”或“=”）．经过10min，在1000℃达到平衡，则该时间范围内反应的平均反应速率υ（CO2）=______．
（二）高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．
（4）一定条件下Fe（OH）3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4，其中反应的氧化剂是______；生成0.5mol K2FeO4转移电子的物质的量是______mol．
（5）从环境保护的角度看，制备K2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图所示．电解过程中阳极的电极反应式为______．
正确答案
解析
解：（一）（1）平衡常数指：生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，固体、纯液体的浓度为常数，所以反应：
故答案为：
（2）A．该反应正反应是放热反应，提高反应温度，平衡向逆反应移动，CO的平衡转化率降低，故A错误；
B．移出部分CO2平衡向正反应移动，CO的平衡转化率增大，故B正确；
C．加入合适的催化剂平衡不移动，故C错误；
D．反应前后气体的物质的量不变，减小容器的容积，增大压强平衡不移动，CO的平衡转化率不变，故D错误；
故选B；
（3）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，依据浓度商Q=1＜K=4，说明反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率；
令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：
开始（mol）：1 0
变化（mol）：n n
平衡（mol）：1-n n
所以K=
所以υ（CO2）=
故答案为：＞；0.008 mol/（L•min）；
（二）（4）该反应中，铁元素的化合价由+3价变为+6价，氯元素化合价由+1价变为-1价，所以氢氧化铁是还原剂，次氯酸钾是氧化剂，生成0.5mol K2FeO4转移的电子的物质的量=0.5mol×（6-3）=1.5mol，
故答案为：KClO；1.5；
（5）Na2FeO4能消毒、净水的原因高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用，电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O．
分析下面两个案例并回答有关问题．
（1）某城镇生产、生活的分布情况如图1所示，河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示．
①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是______；
②Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因可能是______．
（2）某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿（主要成分为Fe2O3，还含有SiO2等杂质）、煤矿、石灰石和黏土．拟在该地区建设大型炼铁厂．
①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系．据此确定图2中相应工厂的名称A______、B______、C______、D______；
②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式______；
③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有（举出2种措施即可）______．
正确答案
造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水，pH降低
化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养，导致鱼类缺氧死亡
发电厂
焦化厂
炼铁厂
水泥厂
Fe2O3+3CO
发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料、建立污水处理系统
解析
解：（1）①造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水，pH降低（或火力发电厂燃烧产生的SO2会导致酸雨，飘落后使Y处等的河水pH降低），
故答案为：造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水，pH降低；
②化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养化，水温较高，适于藻类等水生植物生长，河水中溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡，
故答案为：化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养，导致鱼类缺氧死亡；
（2）①煤炭燃烧可以发电，A为发电厂，煤的干馏制造煤焦油，B为焦化厂，赤铁矿、碳酸钙是炼铁的原料，C为炼铁厂，碳酸钙和黏土是生产水泥的原料，D为水泥厂，
故答案为：发电厂；焦化厂；炼铁厂；水泥厂；
②高炉炼铁中得到生铁的方程式为Fe2O3+3CO
故答案为：Fe2O3+3CO
③从变废为宝和环境保护的角度分析，如用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料、建立污水处理系统、用炼铁厂的炉渣（或CaSiO3）作为水泥厂的原料，用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料；将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂烯煤时产生的SO2，减少对空气的污染等，
故答案为：发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料、建立污水处理系统．
①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系．据此确定图中相应工厂的名称：
A．______B．______C．______D．______；
②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式______．
正确答案
解析
解：①煤炭燃烧可以发电，A为发电厂，煤的干馏制造煤焦油，B为焦化厂，赤铁矿、碳酸钙是炼铁的原料，C为炼铁厂，碳酸钙和黏土是生产水泥的原料，D为水泥厂，
故答案为：发电厂；焦化厂；炼铁厂；水泥厂；
②高炉炼铁中得到生铁的方程式为Fe2O3+3CO
故答案为：Fe2O3+3CO
我国幅员辽阔，资源丰富，可为硫酸、玻璃、铁和铝等化工产品的生产提供原料．下列原料选择不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．工业上以赤铁矿（主要成分Fe2O3）为原料冶炼铁，用一氧化碳作还原剂，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO
B．工业上煅烧硫铁矿用来生产硫酸，煅烧反应的化学方程式为：4FeS2+11O2
C．铝土矿的主要成分是氧化铝，电解后能生成铝和氧气，反应的化学方程式为：Al2O3，2Al2O3
D．冰晶石的化学式为：Na3AlF6，不是制造玻璃的主要成分，制造普通玻璃的原料为制备普通玻璃的主要原料为纯碱、石灰石、石英等，故D错误．
故选D．
化学-化学与技术
钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用．
（1）炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在______部分发生反应，在______部分开始生成生铁和炉渣．
（2）炼钢时，除磷的化学方程式为______；加入硅、锰和铝的目的是______．
（3）不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹______（填“前”或“后”）加入，原因是______．
（4）炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是______．从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作______．
正确答案
解析
Ⅱ．（1）铁矿石与高温煤气主要在炉身部分发生反应，在炉腰部分开始生成生铁和炉渣，故答案为：炉身，炉腰；
（2）炼钢时，利用P、FeO、CaO反应生成Ca3（PO4）2和Fe：2P+5FeO+3CaO
故答案为：2P+5FeO+3CaO
（3）因为Cr易被氧化，为Cr被氧化，不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹后，若氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去．
故答案为：后；避免Cr被氧化；
③炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有的主要污染物是CO，一氧化碳会引起中毒，故需对其进行尾气处理．一氧化碳是一种很好的还原剂同时还是一种燃料，
故答案为：CO；燃料．
（1）高炉炼铁与接触法制硫酸都需要的原料，除了铁矿石，还有______．炼铁过程中用到的石灰石的作用是______．制硫酸时吸收三氧化硫不用水的原因是______．石油炼制中采用裂化的目的是______．裂解的目的是______．
（2）检验亚铁盐有否变质可用______溶液．检验亚硫酸盐有否变质可用______溶液．除去二氧化碳中的二氧化硫可用______溶液．除去乙酸乙酯中的乙酸可用______溶液．（以上空格均用化学式填写）
正确答案
空气
除去铁矿石带来的二氧化硅
避免酸雾的形成，影响三氧化硫的吸收
提高汽油等轻质燃料的产量与质量
获取乙烯为主的短链不饱和烃
KSCN
HCl和BaCl2
KMnO4或NaHCO3
Na2CO3
解析
解：（1）炼铁的主要原料有铁矿石、空气、焦炭与石灰石，接触法制硫酸的原料：黄铁矿、空气、浓硫酸，
都需要的原料，除了铁矿石，还有空气；
高炉炼铁的原料中，石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转化成炉渣；吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2O═H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻隔在三氧化硫和水之间，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，最终得到“发烟”硫酸；
石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料（汽油，煤油，柴油等）的产量，特别是提高汽油的产量；裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等；
故答案为：空气；除去铁矿石带来的二氧化硅；避免酸雾的形成，影响三氧化硫的吸收；提高汽油等轻质燃料的产量与质量；获取乙烯为主的短链不饱和烃；
（2）亚铁变质生成铁离子，可用KSCN检验，如变质，发生Fe3++3SCN-⇌Fe（SCN）3，溶液呈血红色；
亚硫酸盐变质生成硫酸盐，检验硫酸根离子先用盐酸将亚硫酸根离子变成二氧化硫气体除掉，然后用氯化钡反应，有白色沉淀，说明亚硫酸根离子变质被氧化成硫酸根离子；
CO2和SO2都为酸性气体，都可与强碱性溶液反应，SO2具有还原性，除去CO2中的SO2，可用强氧化性物质如KMnO4或饱和NaHCO3溶液；
乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，乙酸的酸性比碳酸强，能与碳酸钠反应生成二氧化碳，从而除去乙酸乙酯中的乙酸；
故答案为：KSCN；HCl和BaCl2；KMnO4或NaHCO3；Na2CO3；
A区：______．
B区：______．
正确答案
3CO+Fe2O3
C+O2
解析
解：高炉炼铁中，在A区生成的是金属铁，反应为：3CO+Fe2O3
故答案为：3CO+Fe2O3
（2016•海南校级二模）铁在自然界分别广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用．
回答下列问题：
（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示．原料中除铁矿石和焦炭外含有．除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2 ）的化学反应方程式为______；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和______（填化学式）．
（2）已知：①Fe2O3 （s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H=+494kJ•mol-1
②CO（g）+
③C（s）+
则反应Fe2O3 （s）+3C（s）+
（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图（b）所示，其中，还原竖炉相当于高炉的部分，主要反应的化学方程式为______；熔融造气炉相当于高炉的______部分．
（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2 污染空气，脱SO2 的方法是______．
正确答案
解析
解：（1）铁矿石中含有氧化铁和脉石，为除去脉石，可加入石灰石，石灰石分解生成氧化钙，氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，涉及反应有CaCO3
故答案为：石灰石；CaCO3
（2）利用盖斯定律将①+②×3得到Fe2O3（s）+3C（s）+
因①为吸热反应，②③为放热反应，则②③反应放出的热量可使①反应，
故答案为：-355；②③；①；
（3）高炉炼铁时，炉腰部分发生Fe2O3+3CO
故答案为：炉腰；Fe2O3+3CO
（4）高炉气中混有SO2，SO2为酸性气体，可与碱反应，可用碱液或氢氧化钠、氨水等吸收，
故答案为：碱液或氢氧化钠、氨水．
（1）将铁从铁矿石中还原出来的物质是（填化学式）______；
（2）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，发生反应的化学方程式为______，当反应停止后，还可观察
到烧杯底部有黑色不溶物，该物质是（填化学式）______，
（3）炼铁过程中加入石灰石的作用的化学方程式：______，______．
正确答案
解析
解：（1）高炉炼铁时，焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的CO，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁，故答案为：CO；
（2）生铁中主要含有Fe、C，其中Fe与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，而C与稀盐酸不能发生化学反应，从而沉与烧杯底部，
故答案为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；C；
（3）因为铁矿石中有杂质SiO2，石灰石的主要成分是CaCO3，CaCO3高温分解生成CaO，CaO和SiO2反应生成CaSiO3，也就是所谓的炉渣，化学方程式为：CaCO3
故答案为：CaCO3
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