19. 新趋势 综合实践 (24分)(2026·江苏泰州月考)种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
(一)古往。
我国是世界上金属冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载:“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程如图1所示(已知:Zn的冶炼温度为904℃,Zn的沸点为906℃)。请结合图文信息,分析思考,解决问题。
(1)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是
增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分
。
(2)高温炉内,碳酸锌$( \ce{ZnCO3} )$在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成$\ce{Zn}$和$\ce{CO}$,反应的化学方程式为
$\ce{2C + ZnCO_{3}\xlongequal{高温}Zn + 3CO\uparrow}$
。
(3)我国古代冶锌晚于铁和铜,结合已知信息,分析说明其中的原因是
锌的化学性质比较活泼,易被空气中的氧气氧化(答案合理即可)
。
(二)今来。
我国已成为世界钢铁大国,钢铁产量全球第一。图2是实验室仿照工业炼铁原理设计的实验。
(4)硬质玻璃管内的物质为赤铁矿,则硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是
$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
。
(5)装置C的作用是
点燃尾气,防止造成空气污染
。
(6)工业炼铁所用装置的结构如图3所示。
① 写出工业炼铁所用的图3装置名称:
高炉
。
② 该装置中区域B发生反应的化学方程式为
$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
。
③ 所炼得的铁为生铁,仍有较多的
碳等杂质
。
(7)某炼铁厂需要冶炼560 t的铁,需要多少吨含80%氧化铁的赤铁矿(写出计算过程)?
