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

问题填空题

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、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	化学反应	反应热
①	Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO ₂（g）	△H₁=-26.7kJ•mol^-1
②	3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）	△H₂=-50.8kJ•mol^-1
③	Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂ （g）	△H₃=-36.5kJ•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=0.4．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：______．

答案

（1）铁是26号元素，位于元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族．

故答案为：四、Ⅷ．

（2）由图可知在温度低于570℃时，发生反应bcd，由铁元素的化合价降低可知，依次发生的还原反应有

3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+CO₂，Fe₃O₄+CO=3FeO+CO₂，FeO+CO=Fe+CO₂．故反应顺序为cdb．

故答案为：cdb．

（3）

（a）其它条件不变，增加高炉的高度，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故a错误；

（b）反应为吸热反应，调节还原时的炉温，有利于平衡向正反应进行，降低一氧化碳的含量，故b正确；

（c）焦炭与赤铁矿是固体，增加原料中焦炭与赤铁矿的比例，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故c错误；

（d）生成的铁水为液态，将生成的铁水及时移出，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故d错误．

故选：acd．

（4）已知：①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO ₂（g）△H₁=-26.7kJ•mol^-1；

②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-50.8kJ•mol^-1；

③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂ （g）△H₃=-36.5kJ•mol^-1；

由盖斯定律可知，①×3-②-③×2得6FeO（s）+6CO（g）=6Fe（s）+6CO₂（g）△H=3△H₁-△H₂-2△H₁，

所以△H₄=

△H=

（3△H₁-△H₂-2△H₁）=

×[3×（-26.7kJ•mol^-1）-（-50.8kJ•mol^-1）-2×（-36.5kJ•mol^-1）]=

7.3kJ•mol^-1．

故答案为：7.3．

（5）4.48LCO（已折合为标准状况）物质的量为

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，令转化率的CO的物质的量为xmol，则：

FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO₂（g），

开始（mol）：0.2 0

变化（mol）：x x

平衡（mol）：0.2-x x

一氧化碳的系数等于二氧化碳的系数，故可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，

所以

0.2-x

=0.4，解得x=

mol

由方程式可知，转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO）=

mol，

所以FeO的转化率为

mol ×72g/mol

7.2g

×100%=57.1%．

答：FeO的转化率为57.1%．