拓展3金屬冶煉

一、金屬資源概述1、少數(shù)很不活潑的金屬以單質(zhì)形式存在，如金、銀等。2、絕大多數(shù)金屬以化合物形式存在，如Fe、Cu、Al等。3、常見的金屬礦石及其主要成分金屬礦石赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦主要成分Fe2O3FeS2FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S4、我國礦物儲量居世界前列。5、人類每年要提取數(shù)以億噸的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域，其中提取量最大的是鐵。二、鐵的冶煉1、實驗室：一氧化碳還原氧化鐵（實驗儀器：酒精噴燈、直玻璃管、試管、玻璃導管、鐵架臺、膠塞、酒精燈）實驗現(xiàn)象：A處B處C處實驗現(xiàn)象紅棕色粉末逐漸變成黑色澄清石灰水變渾濁產(chǎn)生藍色火焰化學方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2實驗注意事項：（1）先通入CO一會兒，再給氧化鐵加熱；原因：排盡裝置中的空氣，防止加熱CO與空氣的混合氣體發(fā)生爆炸。（2）停止加熱，繼續(xù)通人CO至玻璃管冷卻；原因：防止生成的熱的鐵被空氣再次氧化。（為減少CO的使用量，熄滅酒精噴燈后，可用彈簧夾將硬質(zhì)玻璃管兩側(cè)的導管關(guān)閉，使鐵在密閉裝置中冷卻）（3）尾氣處理：①點燃，使CO變成無毒的CO2；②在導管末端系一個氣球或用排水法將尾氣收集起來。（4）酒精噴燈的作用是提供高溫（如果用酒精燈，則加金屬網(wǎng)罩，金屬網(wǎng)罩可以集中火焰，提高溫度）（5）澄清石灰水的作用：檢驗生成的二氧化碳。3、裝置改進優(yōu)點：節(jié)約藥品優(yōu)點：雙管集氣瓶既可以檢驗并吸收二氧化碳，還能收集多余的一氧化碳優(yōu)點：節(jié)約能源，減少空氣污染4、工業(yè)上煉鐵設備：高爐（1）煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣（2）反應原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）焦炭的作用：=1\*GB3①提供熱量（C+O2CO2）；=2\*GB3②生成CO（C+CO22CO）（焦炭雖具有還原性，但是CO氣體具有流動性，與鐵礦石接觸更充分）（4）石灰石的作用：將礦石中的二氧化硅變?yōu)闋t渣。（5）生產(chǎn)產(chǎn)物：生鐵（具有較多雜質(zhì)），密度大于爐渣，故出鐵口在出渣口下方。（6）高爐氣體的主要成分：N2、CO、CO2等；（7）處理方法：收集后集中處理，或工業(yè)生產(chǎn)中常用于制煤氣。1、實驗室用CO還原Fe2O3,實驗前為什么先通一氧化碳？答：為了排凈裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。2、實驗室用CO還原Fe2O3時，如何處理尾氣？答：尾氣中含有一氧化碳要點燃或收集再利用。3、工業(yè)煉鐵的實質(zhì)是什么？答：利用一氧化碳的還原性，把鐵從化合物中還原出來。4、高爐煉鐵得到的產(chǎn)物是純凈物嗎？答：不是。高爐煉鐵得到的鐵是生鐵，其主要成分是鐵，還含有C、P、S等元素。1、如圖是模擬工業(yè)煉鐵的實驗，下列敘述正確的是()A．甲中的反應體現(xiàn)了CO具有氧化性B．甲中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色固體變?yōu)殂y白色C．用乙裝置可防止液體倒吸和防止CO污染空氣D．實驗結(jié)束后先移去酒精噴燈，繼續(xù)通CO直至硬質(zhì)玻璃管冷卻【答案】D【解析】A、甲中反應為一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下下反應生成鐵和二氧化碳，該反應體現(xiàn)了CO具有還原性，故選項A錯誤；B、一氧化碳與氧化鐵高溫下反應生成鐵和二氧化碳，鐵粉為黑色，因此甲中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色固體變?yōu)楹谏腆w，故選項B錯誤；C、一氧化碳不與氫氧化鈣反應，從溶液中逸出，留存在試劑瓶的上層空間，由于壓強的作用，溶液被壓入燒杯內(nèi)，一氧化碳氣體被收集，減少對空氣的污染，但二氧化碳能夠與氫氧化鈣溶液反應，既可用來檢驗反應生成的氣體，又可以用乙裝置吸收反應生成的二氧化碳，不是為了防止產(chǎn)生倒吸，故選項C錯誤；D、實驗結(jié)束后先移去酒精噴燈，繼續(xù)通CO直至硬質(zhì)玻璃管冷卻，防止還原出的鐵在高溫下重新被氧氣氧化，故選項D正確；故選：D。2、草酸鈣(CaC2O4)受熱分解的產(chǎn)物中可能含有CaCO3、CaO、CO或CO2，也可幾種都有。用如圖裝置研究產(chǎn)物，下列說法不正確的是（）A．實驗時，先加熱CaC2O4，后加熱Fe2O3B．裝置②中紅色固體變黑，說明分解產(chǎn)物中有COC．裝置③中澄清石灰水變渾濁，說明分解產(chǎn)物中有CO2D．冷卻后，取裝置①中少量殘留固體加入水，放熱，證明有CaO生成【答案】C【解析】A、CaC2O4受熱分解產(chǎn)物可能有一氧化碳，一氧化碳與空氣混合受熱易發(fā)生爆炸，所以先加熱CaC2O4，利用產(chǎn)物排凈裝置內(nèi)的空氣，后加熱Fe2O3，故A正確；B、CaC2O4中含有碳元素，加熱后能夠生成一氧化碳，一氧化碳具有還原性，能夠與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，所以裝置②中黑色固體變紅，說明分解產(chǎn)物中有CO，故B正確；C、CaC2O4分解的產(chǎn)物中有一氧化碳，一氧化碳能夠與氧化鐵反應生成二氧化碳，裝置③中澄清石灰水變渾濁，不能說明分解產(chǎn)物中有CO2，故C錯誤；D、CaC2O4中含有鈣元素，冷卻后，取裝置①中少量殘留固體加入水，無氣泡，放熱，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣放出大量的熱，證明有CaO生成，故D正確。故選C。3、大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，在以下四種礦石中，可用于煉鐵的是（）A．赤鐵礦（主要成分是Fe2O3） B．爐甘石（主要成分是ZnCO3） C．鋁土礦（主要成分是Al2O3） D．赤銅礦（主要成分是Cu2O）【答案】A【解析】可用于煉鐵的礦石中必須含有鐵元素。四種礦石，只有赤鐵礦中含有鐵元素，可用于煉鐵，其余四種礦石中不含鐵元素，不能用于煉鐵。故選：A。4、用如圖裝置模擬煉鐵，下列說法正確的是（）A．玻璃管中的反應屬于置換反應 B．玻璃管中的粉末由黑色逐漸變紅色C．該實驗中若還原16g的氧化鐵只需要8.4gCO D．該裝置可以進行尾氣處理【答案】D【解析】A.置換反應是由一種單質(zhì)和一種化合物反應，生成另一種單質(zhì)和化合物的反應，玻璃管中的反應的化學方程式為：Fe2B.氧化鐵為紅棕色，鐵粉為黑色，玻璃管中的粉末由紅棕色逐漸變黑色，故B錯誤；C.根據(jù)方程式Fe2D.CO難溶于氫氧化鈉溶液，可將液體沿導管擠入燒杯中，盛有氫氧化鈉溶液的多功能瓶可以收集未反應的CO，所以該裝置可以進行尾氣處理，故D正確。故選：D。5、科學興趣小組的同學模擬工業(yè)煉鐵原理，設計如圖所示的實驗。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．實驗開始先點燃酒精噴燈，再通入B．實驗結(jié)束后，觀察到有黑色固體被磁鐵吸引C．關(guān)閉彈簧夾一段時間后注射器內(nèi)的溶液變渾濁D．裝置中氣球的作用是收集尾氣，防止污染空氣【答案】A【解析】A、CO不純?nèi)紵龝r易爆炸，實驗開始應該先通入CO，再點燃酒精噴燈，先通入CO排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸，故A錯誤；B、一氧化碳在高溫的條件下還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，鐵能被磁鐵吸引，所以有黑色固體被磁鐵吸引，故B正確；C、一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應生成鐵和二氧化碳，關(guān)閉止水夾，二氧化碳進入注射器，與澄清石灰水反應，可觀察到澄清石灰水變渾濁，故C正確；D、CO具有毒性，氣球是為了收集尾氣，防止污染空氣，故D正確。故選A。6、人類文明進步與金屬材料發(fā)展關(guān)系十分密切。下列有關(guān)金屬材料的說法中，正確的是（）A．金屬在常溫下都是固體B．工業(yè)煉鐵的原理是Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2，該反應屬于置換反應C．鐵在潮濕的空氣中比在干燥的空氣中更容易生銹D．鋁制品不易被銹蝕是因為鋁不與氧氣反應【答案】C【解析】A、金屬在常溫下不都是固體，如汞常溫下為液態(tài)，選項錯誤；B、置換反應的定義是單質(zhì)和化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，工業(yè)煉鐵原理反應物是一氧化碳和氧化鐵，沒有單質(zhì)，不屬于置換反應，選項錯誤；C、鐵與氧氣、水共同反應生成鐵銹，所以鐵在潮濕的空氣中比在干燥的空氣中更容易生銹，選項正確；D、鋁與氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜，阻止鋁與氧氣反應，所以鋁制品不易被銹蝕，選項錯誤；故選：C。7、將一氧化碳和鐵的氧化物FexOy置于密閉容器中，一定條件下充分反應。反應過程中容器內(nèi)部分物質(zhì)的質(zhì)量變化如圖所示。下列說法正確的是（）A．m的值為19.6B．參加反應的鐵的氧化物的質(zhì)量為16gC．當CO2質(zhì)量為4.4g時，容器內(nèi)CO的質(zhì)量為14gD．鐵的氧化物中x:y=2:3【答案】C【解析】A、由反應的化學方程式：yCO+FexOyeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))xFe+yCO228y44y(m5.6g) 17.6geq\f(28y,44y)＝eq\f((m5.6g),17.6g)m=16.8g說法不正確；B、生成鐵的質(zhì)量為16.8g，參加反應的一氧化碳的質(zhì)量為16.8g5.6g=11.2g，則鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為17.6g11.2g=6.4g，參加反應鐵的氧化物的質(zhì)量=16.8g+6.4g=23.2g，說法不正確；C、當二氧化碳質(zhì)量為4.4g時，由反應的化學方程式，設該反應消耗一氧化碳的質(zhì)量為zyCO+FexOyeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))xFe+yCO228y44yz 4.4geq\f(28y,44y)＝eq\f(z,4.4g)z=2.8g則參加反應的一氧化碳的質(zhì)量為2.8g，容器內(nèi)一氧化碳質(zhì)量=16.8g2.8g=14g，說法正確；D、生成鐵的質(zhì)量為16.8g，鐵的氧化物種氧元素的質(zhì)量為6.4g，x:y=eq\f(16.8g,56):eq\f(6.4g,16)=3:4，說法不正確；答案：C。8、用如圖裝置（圖中a處置于80℃熱水浴中，夾持裝置省略）模擬工業(yè)煉鐵，已知甲酸（HCOOH）在熱濃硫酸的作用下生成水和一氧化碳。下列說法不正確的是（）A．實驗中應先滴加甲酸再點燃酒精噴燈B．實驗中可觀察到b處黑色固體變紅，c處澄清石灰水變渾濁C．b處反應后稱量固體發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少D．實驗中產(chǎn)生的尾氣可用酒精燈點燃處理【答案】B【解析】A、甲酸（HCOOH）在熱濃硫酸的作用下生成水和一氧化碳。即甲酸是反應物，所以實驗中應先滴加甲酸再點燃酒精噴燈。A正確；B、b處是氧化鐵與甲酸分解生成的一氧化碳反應，生成鐵和二氧化碳，所以實驗中可觀察到b處紅棕色固體變黑，c處澄清石灰水變渾濁。B不正確；C、b處氧化鐵生成鐵，所以b處反應后稱量固體發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少。C正確；D、實驗中產(chǎn)生的尾氣是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，所以實驗中產(chǎn)生的尾氣可用酒精燈點燃處理。D正確。綜上所述：選擇B。9、煉鐵廠以赤鐵礦、焦炭、石灰石、空氣等為主要原料來煉鐵，主要反應過程如圖所示：請根據(jù)圖示及所學知識判斷下列說法錯誤的是（）A．工業(yè)煉鐵的設備是高爐B．生成鐵的主要反應是：CO+Fe2O3Fe+CO2C．生鐵屬于混合物D．焦炭的作用是提供熱量和制取一氧化碳【答案】B【解析】A、工業(yè)煉鐵的設備是高爐，故A不符合題意；B、高爐煉鐵的原理是一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應生成鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為：，故B符合題意；C、生鐵是由鐵、碳等混合而成，屬于混合物，故C不符合題意；D、焦炭燃燒生成二氧化碳，放出大量的熱，二氧化碳和焦炭在高溫下反應生成一氧化碳，所以焦炭的作用是：提供熱量和制取一氧化碳，故D不符合題意。故選B。10、利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵(夾持儀器未畫出)，下列說法正確的是（）A．實驗開始時應先點燃酒精燈，再通入一氧化碳B．實驗中觀察到a處固體變黑，b處澄清石灰水變渾濁C．實驗結(jié)束時為節(jié)約藥品先停止通一氧化碳，再停止加熱D．可用水吸收尾氣中的一氧化碳，以防止污染空氣【答案】B【解析】A、一氧化碳具有可燃性，與空氣混合點燃時會發(fā)生爆炸，則實驗開始時，應先通入一氧化碳，排凈裝置內(nèi)的空氣，再點燃酒精燈，故A說法錯誤；B、一氧化碳能與紅色的氧化鐵反應生成黑色的鐵和二氧化碳，且二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，則現(xiàn)象為a處固體由紅色逐漸變?yōu)楹谏?，b處的澄清石灰水變渾濁，故B說法正確；C、實驗結(jié)束時，為防止反應生成的灼熱的鐵再次被氧化，應該停止加熱之后繼續(xù)通一氧化碳，直到玻璃管冷卻，故C說法錯誤；D、一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染空氣，一氧化碳難溶于水，不可用水吸收尾氣中的一氧化碳，防止其污染空氣，故D說法錯誤；故選：B。11、內(nèi)蒙古礦產(chǎn)資源豐富，某煉鐵廠利用當?shù)氐拿禾亢统噼F礦石作為高爐煉鐵的主要原料，其主要反應過程如圖所示(部分反應物、生成物及反應條件已略去)。據(jù)此回答問題：（1）A的化學式為。（2）用化學方程式表示一氧化碳煉鐵的原理，實際上高爐煉得的鐵是生鐵，生鐵屬于(填“純凈物”或“混合物”)。（3）生鐵等金屬制品易銹蝕，請你列舉一種防止鐵制品銹蝕的方法。【答案】(1)CO2(2)Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2混合物(3)在鐵制品表面涂油、噴漆、搪瓷等【解析】（1）碳燃燒生成二氧化碳，則A的化學式為CO2。（2）赤鐵礦的主要成分為氧化鐵，一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2；生鐵為鐵的合金，屬于混合物。（3）防止鐵制品生銹就是要隔絕鐵與氧氣、水同時接觸，具體方法有：刷漆、涂油等。12、輝銅礦的主要成分為Cu2S（含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）。用輝銅礦冶煉銅的主要工藝流程如圖所示：（1）銅用于制導線是因為銅具有良好的性。（2）“高溫脫硫”階段主要反應的化學方程式為Cu2S+2O2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2X+SO2，X的化學式為。（3）“金屬還原”階段生成銅的化學方程式為。（4）“吹煉”過程中，雜質(zhì)與空氣中的氧氣發(fā)生化合反應生成爐渣，參加反應的鐵和氧氣的質(zhì)量比為（填最簡整數(shù)比）。（5）下列有關(guān)說法正確的是。A．將輝銅礦磨細的目的是增大接觸面積，使氧氣充分反應B．“高溫脫硫”階段Cu2S發(fā)生了氧化反應C．“金屬還原”階段焦炭的作用是作還原劑和提供熱量D．爐渣中FeSiO3里鐵元素的化合價為+2價【答案】(1)導電；(2)CuO；(3)CuO+COeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2；(4)7：2；(5)BCD【解析】（1）銅用于制導線是因為銅具有良好的導電性。（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后原子的種類、數(shù)目不變，反應前銅、硫、氧的原子個數(shù)分別為2、1、4，反應后銅、硫、氧的原子個數(shù)分別為0、1、2，2X中含有2個銅原子和2個氧原子，X的化學式為CuO。（3）由圖知，“金屬還原”階段，焦炭和氧氣點燃生成二氧化碳，放熱，二氧化碳和還原劑焦炭高溫生成一氧化碳，一氧化碳和氧化銅加熱生成二氧化碳和銅，則生成銅的化學方程式為CuO+COeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2。（4）“吹煉”過程中，雜質(zhì)與空氣中的氧氣發(fā)生化合反應生成爐渣，由圖知，反應為鐵、氧氣、二氧化硅高溫生成硅酸亞鐵，化學方程式為2Fe+O2+2SiO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2FeSiO3，則參加反應的鐵和氧氣的質(zhì)量比為（56×2）：（16×2）=7：2。（5）A、將輝銅礦磨細的目的是增大接觸面積，使輝銅礦充分反應，選項錯誤；B、“高溫脫硫”階段，Cu2S和氧氣生成氧化銅和二氧化硫，發(fā)生了氧化反應，選項正確；C、由以上分析知，“金屬還原”階段焦炭的作用是作還原劑和提供熱量，選項正確；D、在FeSiO3中，硅元素的化合價為+4價，氧元素的化合價為2價，設該化合物中鐵元素的化合價為x，根據(jù)化合物中元素的正負化合價的代數(shù)和為0，則（+4）+x+（2）×3=0，x=+2，選項正確。故選BCD。13、鐵是一種常見的金屬，也是目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬。下面歸納了初中化學有關(guān)鐵的知識。（1）比較生鐵和純鐵，其中硬度較大的是。（2）焦炭的主要成分是碳，在生鐵冶煉過程中，焦炭參與了下列反應：①C＋O2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))CO2②C＋CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO其中為冶煉生鐵提供熱量的反應是(填序號)。（3）物質(zhì)甲的陽離子符號是。（4）若鐵與物質(zhì)乙反應時，火星四射，則生成物中固體的化學式是。（5）若固體為紅色單質(zhì)，則鐵與物質(zhì)乙反應的化學方程式是(任寫一個)?！敬鸢浮浚?）生鐵（2）①（3）H＋（4）Fe3O4（5）Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu(或Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu)【解析】（1）合金的硬度大于組成其合金的純金屬硬度；（2）①為放熱反應，②為吸熱反應；（3）生鐵與甲物質(zhì)反應生成氣體，所以甲物質(zhì)為酸，含有的陽離子為氫離子；（4）鐵與物質(zhì)乙反應時，火星四射，則生成物中固體的化學式Fe3O4；（5）若固體為紅色單質(zhì)，則該物質(zhì)為銅，則鐵與物質(zhì)乙反應的化學方程式Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu或Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu。14、春晚舞蹈《只此青綠》源于宋代名作《千里江山圖》，它是我國傳世名畫之一，宋代畫家王希孟創(chuàng)造性地將炭黑、赭石、孔雀石、藍銅礦、赤鐵礦等礦物顏料用在不同的畫層。(1)畫作用墨打底，保存千年而不變色，說明。(2)畫作的青色用到藍銅礦，其主要成分為，其中銅元素為+2價，則x=。(3)金屬礦物質(zhì)還常用來冶煉金屬。實驗有可用如圖所示的裝置模擬煉鐵。Ⅰ、下列關(guān)于實驗室用一氧化碳還原氧化鐵的說法錯誤的是（填序號）。a、①中玻璃管中看到的現(xiàn)象是紅色固體變?yōu)楹谏玝、該實驗中有一個明顯的錯誤，缺少尾氣處理裝置c、實驗開始時，應該先加熱預熱玻璃管內(nèi)氧化鐵，再通入COd、①中玻璃管內(nèi)發(fā)生的化學反應方程式為Ⅱ、寫出②試管中發(fā)生的化學反應方程式?！敬鸢浮?1)碳在常溫下化學性質(zhì)比較穩(wěn)定(2)2(3)cd/dc【解析】（1）畫作用水墨打底，保存千年而不變色，說明常溫下碳的化學性質(zhì)很穩(wěn)定；（2）根據(jù)，化合物中各元素化合價之和為0，則有：，；（3）Ⅰ、a、一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，①中玻璃管中看到的現(xiàn)象是紅色固體變?yōu)楹谏?，說法正確；b、一氧化碳有毒，該實驗中有一個明顯的錯誤，缺少尾氣處理裝置，說法正確；c、實驗開始時，先通入CO，排除裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸，再加熱預熱玻璃管內(nèi)氧化鐵，說法錯誤；d、一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，該反應化學方程式：，說法錯誤；答案：cd；Ⅱ、②試管中發(fā)生的反應是二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀和水，該反應化學方程式：。15、早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應。某中學科學興趣小組利用下圖裝置進行實驗探究，請按要求填空：

A

B

C(1)除CO外，還有哪些物質(zhì)可以還原Fe2O3（請寫一種物質(zhì)的化學式）。(2)實驗中可觀察到A中的現(xiàn)象是。玻璃管中發(fā)生的反應（填“屬于”或“不屬于”）置換反應。(3)右邊導氣管口放置點燃的酒精燈的作用是。(4)實驗開始時要先通入CO的目的是。(5)按如圖連接實驗裝置、檢查裝置的氣密性、裝藥品、固定實驗裝置后，主要實驗步驟有：①通入一氧化碳；②停止通入一氧化碳；③點燃酒精噴燈；④熄滅酒精噴燈；⑤驗純。正確的操作順序是（填序號）。(6)實際生產(chǎn)中煉鐵的原料鐵礦石、焦炭、石灰石是從原料入口加入的，其中焦炭在高爐煉鐵時的作用。(7)寫出B、C三部分所發(fā)生反應的化學方程式：、。【答案】(1)C或H2(2)紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏粚儆?3)點燃未反應的一氧化碳，防止污染空氣(4)排凈裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸(5)⑤①③④②(6)提供熱量，提高爐溫；提供還原劑一氧化碳(7)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2【解析】（1）碳或氫氣都具有還原性，都可用于還原氧化鐵，化學式為C或H2；（2）一氧化碳具有還原性，在高溫條件下一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，實驗中可觀察到A中的現(xiàn)象是紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?；該反應的反應物是兩種化合物，不屬于置換反應（一種單質(zhì)和一種化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應）；（3）尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排入空氣中．故右邊導氣管口放置點燃的酒精燈的作用是點燃未反應的一氧化碳，防止污染空氣；（4）一氧化碳具有可燃性，與空氣混合遇明火會發(fā)生爆炸，所以實驗開始時要先通入CO的目的是排凈裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；（5）一氧化碳具有可燃性，與空氣混合遇明火會發(fā)生爆炸，所以實驗開始前需要先檢驗一氧化碳的純度，然后實驗開始，先通一氧化碳，然后點燃酒精噴燈加熱，目的是排盡玻璃管內(nèi)的空氣以免發(fā)生爆炸；實驗結(jié)束，先熄滅酒精噴燈，通一氧化碳直到玻璃管完全冷卻；因為一氧化碳有毒，為防止污染空氣，在通一氧化碳之前必須先點燃酒精燈，停止通一氧化碳之后才能熄滅酒精燈，故正確順序為：⑤①③④②；（6）煉鐵要用到焦炭，它有兩個作用，煉鐵需要高溫，一方面焦炭在燃燒的過程中能放出大量的熱，另一方面煉鐵還需要還原劑一氧化碳，焦炭又可以把剛生成的二氧化碳還原為一氧化碳，所以焦炭在高爐煉鐵時的作用是提供熱量，提高爐溫；提供還原劑一氧化碳；（7）B處二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，該反應的化學方程式為：；C處一氧化碳和氧氣點燃生成二氧化碳，該反應的化學方程式為：。16、我國有著悠久的鋼鐵冶煉史，《天工開物》中記載的“炒鋼法”如圖1，該方法的生產(chǎn)過程可用圖2表示。

資料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②鐵的熔點是1535℃。根據(jù)圖文回答下列問題。(1)常見的鐵礦石有赤鐵礦和(寫一種)。(2)不斷鼓入空氣的目的是。(3)煉鐵爐中生成鐵的化學方程式為(寫一種)。(4)撒入潮泥灰主要作用是。不斷翻炒液態(tài)生鐵，是為了降低元素的含量?！敬鸢浮?1)磁鐵礦（合理即可）(2)使碳充分燃燒，提高爐溫(3)(或)(4)將鐵礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣而除去碳/C【解析】（1）常見的鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦或菱鐵礦(合理即可)（2）不斷鼓入空氣的目的是使碳與氧氣充分燃燒，放熱，提高爐溫（3）高溫條件下氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為：；或高溫條件下四氧化三鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為：。（4）撒入潮泥灰主要作用是將鐵礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣而除去，生鐵和鋼的區(qū)別是含碳量不同，不斷翻炒液態(tài)生鐵，使生鐵中碳與氧氣接觸反應生成二氧化碳，降低碳元素的含量。17、某小組采用圖a所示實驗裝置探究CO還原Fe2O3時，出現(xiàn)了爭論。甲同學觀察到固體由紅色變成黑色，推斷黑色固體是Fe；乙同學提出質(zhì)疑，認為黑色固體可能是Fe3O4，并查閱了資料：Fe3O4可被磁鐵吸引，幾乎不溶于稀的酸溶液。(1)制備CO的原理是：HCOOHeq\o\ac(\s\up11(濃H2SO4),\o(=====,======),\s\do4(△))CO↑+H2O（HCOOH在常溫下為液態(tài)），圖b所示三種氣體發(fā)生裝置中，可用于制備CO的是（填標號）。(2)若甲同學推斷正確，反應的化學方程式為。(3)對乙同學提出的質(zhì)疑進行分析和驗證。①定量分析物質(zhì)組成可知，該反應生成Fe3O4是合理的，理由是。②該小組通過對黑色固體進行檢驗，證明同時含有Fe3O4和Fe．檢驗的操作和現(xiàn)象是：取樣于試管中，。(4)該小組為了探索CO還原Fe2O3與溫度的關(guān)系，走訪了某鋼鐵廠。工程師用SDTQ熱分析儀對該反應進行研究，根據(jù)不同溫度下所得固體的質(zhì)量，推導對應的固體成分，結(jié)果如圖。①用CO煉鐵時，還原Fe2O3的溫度應不低于℃。（填“400”“600”或“800”）②圖中：x＝。③該小組查閱資料得知酒精燈加熱溫度為600℃左右，他們發(fā)現(xiàn)上述對黑色固體成分的檢驗結(jié)果與圖像有矛盾，推測黑色固體在冷卻過程中發(fā)生了以下反應：=Fe3O4+?！敬鸢浮?1)C(2)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(3)反應前有鐵、氧元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，反應后元素種類不變?nèi)佑谠嚬苤校稳胂←}酸，觀察到有氣泡生成，形成淺綠色溶液，有黑色固體不溶解(4)80033.64FeOFe【解析】（1）由制備CO的原理知，反應屬于液液加熱型，圖b所示三種氣體發(fā)生裝置中，可用于制備CO的是C。（2）甲同學推斷黑色固體是Fe，則對應為一氧化碳和氧化鐵高溫生成鐵和二氧化碳，化學方程式為3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2。（3）①定量分析物質(zhì)組成可知，該反應生成Fe3O4是合理的，理由是反應前有鐵、氧元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，反應后元素種類不變。②該小組通過對黑色固體進行檢驗，證明同時含有Fe3O4和Fe，可加入稀鹽酸，F(xiàn)e3O4不溶于稀鹽酸，鐵和稀鹽酸生成氯化亞鐵和氫氣，故檢驗的操作和現(xiàn)象是：取樣于試管中，滴入稀鹽酸，觀察到有氣泡生成，形成淺綠色溶液，有黑色固體不溶解，則黑色固體同時含有Fe3O4和Fe。（4）①用CO煉鐵得鐵單質(zhì)，結(jié)合圖像，還原Fe2O3的溫度應不低于800℃。②由圖知，最初氧化鐵固體的質(zhì)量為48g，其中鐵元素全部轉(zhuǎn)化到鐵單質(zhì)中，則鐵的質(zhì)量為48g×eq\f(112,160)×100%＝33.6g，則x=33.6。③由圖知，600℃左右固體為氧化亞鐵，可能是在冷卻過程中氧化亞鐵分解為四氧化三鐵和鐵，化學方程式為4FeO=Fe3O4+Fe。18、工業(yè)煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐，在高溫下通入空氣進行一系列反應把鐵還原出來。

(1)赤鐵礦(主要成分為Fe2O3

)在高爐里反應生成單質(zhì)鐵的化學方程式是。

(2)計算：①5000t含氧化鐵84％的赤鐵礦中，氧化鐵的質(zhì)量是____________t；

②上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98％的生鐵___________t。

【答案】（1）Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,