现在新教材对炼铁和炼钢的主要原理的描述比以前旧教材(95年版)简单得多.2012年的福建省化学竞赛预赛试题第3题中涉及到"高炉炼铁""炼钢"的知识点,我在给学生讲解时遇到了障碍.原因就是学生缺乏"炼铁和炼钢的主要原理"的知识.现补充如下:

    把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理,就是利用氧化还原反应,在高温下用还原剂(主要是CO)从铁矿石里把铁还原出来.炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。主要反应式为Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2。在冶炼过程中,混在铁矿石中的Mn、Si、S、P等元素也会被C或CO从它们的化合物中还原出来。少量的C、Mn、Si、S、P等在高温下熔合在铁中成为生铁。

    把生铁冶炼成钢要解决的主要问题，就是适当地降低生铁里的含碳量，调整钢里合金元素含量到规定范围之内，并除去大部分S、P等有害杂质。炼钢的主要反应原理也是利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣除去。炼钢时常用的氧化剂是空气、纯氧气或氧化铁。氧气顶吹转炉炼钢法中，用氧气直接和高温的铁水发生氧化反应，使部分铁变成氧化亚铁，2Fe+O2=2FeO,之后，生成的氧化亚铁再把铁水里的Si、Mn、C等依次氧化，如C+FeO=CO+Fe。生成的CO能从铁水中直接排出，生成的SiO2和MnO以及生铁里的S、P跟造渣材料生石灰相互作用成为炉渣排出。

    有了这些基础知识，对于解答预赛试题第3题有一定帮助。

    以下是2012年的福建省化学竞赛预赛试题第3题的部分内容：

    3-2 在高炉炼铁时，原料中的磷几乎全部还原到生铁中，磷使钢材在低温下变脆，即产生“冷脆”现象，因此脱磷是炼钢过程的主要任务之一。工业上在氧气转炉中使用钙基（CaO)法脱磷，写出可能的化学反应方程式。