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(Fe2O3)、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,还原时温度及在CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如图。
(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,下列研究方向可采取的
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 |
化学反应 |
反应热 |
① |
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g) |
△H1= -28.7kJ·mol-1 |
② |
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) |
△H2= -52.8kJ·mol-1 |
③ |
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2 (g) |
△H3= -38.5kJ·mol-1 |
④ |
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) |
△H4 |
反应④△H4= kJ·mol-1。
(5)1100℃时,FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),平衡常数K=0.2。今在一密闭容器中,加入7.2gFeO,同时通入4.48LCO(已折合为标准状况),将其升温到1100℃,并维持温度不变,达平衡时,FeO的转化率为