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1、铁学案之二 炼铁和炼钢一、炼铁和炼钢： 1、生铁和钢： （1）组成和性能：类别含碳量含Si、Mn含S、P机械强度机械加工生铁硬而脆可铸不可锻打钢硬而韧、有弹性可铸可锻（2）分类： 炼钢生铁（白口铁） 一般以Fe3C存在生铁 铸造生铁（灰口铁） 有片状石墨存在其中 球墨铸铁 有球状石墨存在其中，某些性能近于钢 合金生铁 （如硅铁、锰铁等） 含C0.6% 叫 合金钢（特种钢）2、炼钢与炼铁：炼铁炼钢目的把铁从铁矿石中提取出来降：降低含碳量除：除去硫、磷等杂质 调：调节合金元素的含量原理氧化还原反应 还原剂氧化还原反应 氧化剂原料铁矿石、石灰石、焦碳、空气生铁（废钢）、纯氧（空气）氧化钙设备高炉转炉
2、、平炉、电炉反应过程焦碳：提供热源 产生还原剂 C+O2=CO2 CO2+C=2CO原理： Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2石灰石： 作熔剂，除去脉石 CaCO3CO2+CaO CaO+SiO2=CaSiO3高炉煤气：CO、CO2、N2氧气：产生氧化剂 2Fe+O2=2FeO降碳、调硅锰C+FeO=CO+Fe Si+2FeO=SiO2+2FeMn+FeO=MnO+Fe去硫磷：FeS + CaO 高温 FeO + CaS2P + 5FeO + 3CaO高温 5Fe + Ca3(PO4)2脱氧： 3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3 Si+2FeO=SiO2+2Fe Mn + Fe
3、O = Fe + MnO（SiO2和MnO到炉渣中）棕色烟气：Fe2O3、CO例1 冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（）火烧孔雀石炼铜；（）湿法炼铜；（）铝热法炼铬；（）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是（ ）A（）用 B用 C用 D用解析：金属冶炼的方法与金属在自然界中存在的状态、金属活动性有关。一般电解法适合冶炼金属性强的金属（金属活动顺序表Al以前）；而水煤气（H2、CO）法、焦炭法、活泼金属置换法等用还原剂还原金属法，适合于金属活动性介于ZnCu之间的大多数金属的冶炼。对于（） 符
4、合对于（） Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 符合对于（） 符合对于（）先从光卤石提取MgCl2,再电解MgCl2 符合故本题答案为B练习题1烧过菜的铁锅未及时洗涤（残液中含NaCl等），第二天便出现红棕色锈斑Fe(OH)3失水的产物。下列反应表示整个过程可能发生的变化，其中不符合事实的是（ ） A2H2OO24e4OHBFeFe3+3e CFe2+2OH=Fe(OH)2D4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32.用生铁冶炼成碳素钢的目的是（ ） A. 将生铁提纯，除去各种杂质 B.用还原剂把铁的氧化物还原成铁 C. 加入各种合金元素得特殊钢材或品质优良的优质钢D.适
5、当降低生铁里的含碳量，去掉绝大部分硫、磷等有害杂质3. 炼钢开始和熔炼完毕都发生的反应是（ ） A. 2Fe + O2 = 2FeO B. FeO + Mn = Fe + MnO C. 2FeO + Si = 2Fe + SiO2 D. C + FeO = Fe + CO4. 现将含有A2+、B2+、C3+三种金属阳离子的溶液进行如下实验： 滤液C3+ 白色沉淀滤液B2+、C3+A2+B2+C3+通入过量H2S过滤 黑色沉淀白色沉淀符合上述实验现象的三种金属离子是（ ） A. Ba2+、Cu2+、Al3+ B. Pb2+、Fe2+、Al3+ C. Ca2+、Pb2+、Fe3+ D. Ba2+、
6、Zn2+、Al3+5. 某工厂以碳棒为阳极电解Al2O3，已知每生产1摩Al的同时消耗1摩碳，并测得生成的气体为CO和CO2的混合物。假设不考虑空气中O2参加反应带来的影响，所得混合气体中CO与CO2的分子个数比为（ ） A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 1:36.下列物质可作为冶炼镁的原料是（ ） A. 光卤石 B.萤石 C.高岭石 D.刚玉7.在炼铁、炼钢中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的说明错误的是（ ） A两个过程碳都是被氧化，都只起着提供热量的作用B炼铁过程中碳被氧化，既起着产生热量的作用，又起产生CO的作用C炼钢过程中碳被氧化，从而达到降低含碳量的目的D炼铁过程中
7、碳参加反应，只起着产生CO的作用8.我国在春秋战国时期就懂得将生铁淬火处理得到铸钢的武器（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早两千年，那么生铁淬火处理的主要作用是（ ）A去S、P杂质 B. 适当降低了含碳量C渗进合金元素 D. 改善表面的结构9.下列有关炼铁和炼钢的说法中，错误的是（ ） A炼铁高炉中加入石灰石是为了除脉石B炼钢的转炉中加入生石灰是为了造渣C炼铁是生铁被还原的过程D炼钢是生铁被氧化的过程10.冶炼金属常用以下几种方法：以C或CO、H2作还原剂的还原法，电解法，热分解法，铝热法。现冶炼下列金属：Al,Mg,Cu,Hg,Mn,试标明适宜的冶炼方法（用标号）。Al ,Mg ,Cu ,H
8、g ,Mn 。11. 在生铁褐铁矿氧气空气石灰石生石灰无烟煤焦炭中，炼铁高炉中投入的基本原料为 。12.根据右图所示一氧化碳还原铁的氧化物的实验装置，回答下列问题。 （1）判断硬质玻璃管中已开始发生反应的方法是 ； （2）反应过程中发生的现象是 ； （3）在A处点燃可见浅蓝色火焰的原因是 ； （4）实验结束时应注意的操作是 ； 先停止通入CO；先熄灭酒精灯，并继续通入CO；熄灭酒精灯，同时停止通入CO；先熄灭酒精灯，继续通入CO，并点燃排出的CO气体。 （5）现有0.1g铁的某种氧化物，当它被CO完全还原后，在B中可滤得0.1724g固体物质（已知石灰水过量）。试确定铁的氧化物的化学式。13.（4分）某高炉年产生铁100t(设生铁里含铁96%)设在生产过程中铁的损耗率为2%问需含纯度60%的赤铁矿多少吨?14.（8分）用Zn片与稀H2SO4反应，六次实验结果记录如下：（本次计算结果均取整数）次数加入Zn的质量/g稀H2SO4的质量/g生成ZnSO4的质量/g一2605二460三66015四86017五1060六126017ZnSO4（g）Zn（g） （1）第二、五两次产生ZnSO4的质量是 g、 g。（2）画出ZnSO4与Zn的质量函数关系图（3）若使（10+m）g的锌与60g稀H2SO4充分反应， 剩余固体的质量为 g，稀H2SO4 的质量分数为 。