Номер 10, страница 172 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Промышленным способом восстановления железа из руд служит

1) электрометаллургия

2) гидрометаллургия

3) пирометаллургия (восстановитель — металл)

4) пирометаллургия (восстановитель — кокс)

Решение

Промышленный способ получения железа основан на его восстановлении из железных руд (содержащих оксиды железа, например, $Fe_2O_3$ или $Fe_3O_4$) при высоких температурах. Проанализируем предложенные варианты, чтобы определить основной промышленный метод.

1) электрометаллургия
Этот метод использует электрический ток для восстановления металлов из их соединений (чаще всего, из расплавов). Он применяется для производства химически активных металлов, таких как алюминий, магний, натрий, или для получения сталей специального назначения в электропечах. Однако для первичного получения железа из руды в массовых масштабах этот способ слишком энергозатратен и, следовательно, экономически невыгоден.

2) гидрометаллургия
Этот метод включает процессы извлечения металлов из руд с помощью водных растворов химических реагентов (выщелачивание) с последующим выделением металла из раствора. Гидрометаллургия применяется для получения меди, золота, цинка, урана, но не является основным промышленным способом производства железа.

3) пирометаллургия (восстановитель — металл)
Этот процесс, известный как металлотермия, заключается в восстановлении металлов из их оксидов более активными металлами (например, алюминотермия или магнийтермия). Металлотермия используется для получения тугоплавких и легирующих металлов (хром, марганец, ванадий, титан), но не для крупнотоннажного производства железа, так как металлы-восстановители значительно дороже самого железа.

4) пирометаллургия (восстановитель — кокс)
Это основной промышленный способ получения железа, реализуемый в доменных печах (доменный процесс). Процесс является пирометаллургическим, так как протекает при очень высоких температурах (до 2000°C). В качестве восстановителя используется кокс — продукт специальной обработки каменного угля, состоящий преимущественно из углерода ($C$). Углерод кокса служит и топливом, и источником восстановителя — оксида углерода(II), $CO$. Именно $CO$ является главным восстановителем железа из оксидов в печи: $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$. Этот метод является наиболее экономически эффективным для производства железа в больших объемах.

Следовательно, промышленным способом восстановления железа из руд является пирометаллургия, в которой восстановителем служит кокс.

Ответ: 4