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令和3年度・基礎科目 I-4-4

鉄の製錬と必要な鉄鉱石の量

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解説

ポイント

地殻に多い元素の順,製鉄の炉と反応の名前,鉄鉱石に含まれる鉄の割合からの計算を問う問題です。

考え方と解き方

Fe2O3 から酸素を取りのぞいて Fe にするので,必要な鉄鉱石の量は「鉄鉱石の中の鉄の割合」から出します。

ア:地殻に多い元素は O > Si > Al > Fe の順です。アルミニウムです。

イ:鉄鉱石から銑鉄をつくるのは高炉です。電炉は鉄くず(スクラップ)を電気でとかす炉です。

ウ:酸素を失う反応なので還元です。コークス(炭素)や CO が酸素をうばいます。

エ:Fe2O3 の式量は 56×2+16×3=160。そのうち鉄は 112 で,割合は 112/160=0.7。1000÷0.7≒1429 kg です。答えは ア アルミニウム,イ 高炉,ウ 還元,エ 1429

ほかの選択肢

エ(2857):Fe が2個あるのを忘れて 1000×160/56 とした値です。Fe2O3 には鉄が2つ入っています。

覚えておくこと

  • 地殻の元素は「O,Si,Al,Fe」の順(クラーク数)
  • 高炉=鉄鉱石+コークス+石灰石から銑鉄。電炉=スクラップから鋼
  • 酸素を失う=還元,酸素と結びつく=酸化
  • Fe2O3 の鉄の割合は 112/160=70%

出典:令和3年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-4-4(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:化学・材料