钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置,工业上采用高炉冶炼,常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料。已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的,还原时温度及CO、CO 2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如下图:
(1)铁在元素周期表中位于 周期 族
(2)在温度低于570℃时,还原分两阶段完成,在温度高于570℃时,依次发生的还原反应有: (选用右图中的a、b、c、d填空)
(3)为减少高炉冶铁时,含CO的尾气排放,下列研究方向不可取的是 。
(a)其它条件不变,增加高炉的高度
(b)调节还原时的炉温
(c)增加原料中焦炭与赤铁矿的比例
(d)将生成的铁水及时移出
(4)已知下列反应数值:
反应序号
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化学反应
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反应热
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①
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Fe 2O 3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g)
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△H 1= -26.7kJ·mol -1
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②
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3Fe 2O 3(s)+CO(g)=2Fe 3O 4(s)+CO 2(g)
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△H 2= -50.8kJ·mol -1
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③
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Fe 3O 4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO 2(g)
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△H 3= -36.5kJ·mol -1
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④
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FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO 2(g)
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△H 4
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反应④△H 4= kJ·mol -1。