问题 问答题

某工厂用含氧化铁75%(质量分数)的赤铁矿和一氧化碳为原料炼铁(假设杂质不参加反应).在炼铁过程中,为了使赤矿石充分反应,通入了过量的一氧化碳.这些这量的一氧化碳也可以看成是“不参加反应的杂质”.若反应后排出的气体中一氧化碳的质量分数为10%.试计算:

(1)氧化铁(Fe 23)的式量

(2)该炼铁过程中所用原料赤铁矿石和一氧化碳的质量比

(3)为了得到生铁,炼铁过程需要除去矿石中的部分杂质.如果不除去杂质,反应后所得的产品中杂质的质量分数将会是多少?(结果可用分式表示)

答案

(1)Fe2O3的(式量)相对分子质量=56×2+16×3=160

(2)设赤铁矿石的质量为x

Fe2O3+3CO

 高温 
.
 
2Fe+3CO2

160   84       112  132

75%x

依题意得,反应后排出的气体中一氧化碳的质量为

10%
1-10%
×
132×75%x
160
=
11x
160

则炼铁过程中所用一氧化碳的总质量为

84×75%x
160
+
11x
160
=
74x
160

所以该炼铁过程中所用的原料赤铁矿石和一氧化碳的质量比为x:

74x
160
=80:37

(3)如果不除去杂质,反应后所得的产品中杂质的质量分数反应为

(1-75%)x
(1-75%)x+
112×75%x
160
×100%=32.3%

解法二:

(2)设赤铁矿石的质量为160t,参加反应的CO的质量为x,生成的Fe的质量为y,CO2的质量为z.

3CO+Fe2O3

 高温 
.
 
2Fe+3CO2

84   160       112 132

x  160t×75%      y   z

84
x
=
160
160t×75%
=
112
y
=
132
z

x=63t,y=84t,z=99t

依题意得,反应后排出的气体中一氧化碳的质量=99t×

10%
1-10%
=11t

故炼铁过程中所用一氧化碳的总质量=63t+11t=74t

所以该炼铁过程中所用原料赤铁矿石和一氧化碳的质量比为160t:74t=80:37

(3)如果不除去杂质,反应后所得的产品中杂质的质量分数应为

160t×(1-75%)
160t×(1-75%)+84t
×100%=32.3%

答:(1)氧化铁的式量为160;

(2)该炼铁过程中所用原料赤铁矿石和一氧化碳的质量比为80:37;

(3)如果不除去杂质,反应后所得的产品中杂质的质量分数将会是32.3%.

名词解释
多项选择题