滬教版九年級(jí)化學(xué)第24課金屬礦物和鐵的冶煉(學(xué)生版+解析)

2023-2024學(xué)年九年化學(xué)上冊(cè)預(yù)學(xué)精品課程第五章金屬的冶煉與利用第24課金屬礦物和鐵的冶煉【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)常見的金屬礦物了解煉鐵的原理，認(rèn)識(shí)工業(yè)煉鐵、煉鋼的方法；掌握含雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物的計(jì)算【重點(diǎn)】1.一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)操作步驟、現(xiàn)象、反應(yīng)原理。2.工業(yè)煉鐵的原理、設(shè)備及原料?！倦y點(diǎn)】一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)操作步驟、現(xiàn)象、反應(yīng)原理。一、金屬礦物金屬在自然界在的存在形式：大部分都以化合物的形式存在，少數(shù)很不活潑的金屬如金等以單質(zhì)形式存在，人類使用最早的金屬是金，目前，人類從礦石中提取量最大的金屬是鐵。地殼中含量位于前五位的金屬元素：鋁、鐵、鈣、鈉、鉀。幾種常見的礦石：礦石是指以化合物形式存在的金屬在自然界中以礦物形式存在，含有礦物的巖石稱為礦石。鐵礦石：赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、黃鐵礦(主要成分是FeS2)、菱鐵礦(主要成分是FeCO3)、磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)。鋁礦石：鋁土礦(主要成分是Al2O3)。銅礦石：黃銅礦(主要成分是CuFeS2)、輝銅礦(主要成分是Cu2S)。二、煉鐵1、實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵（1）煉鐵原理的實(shí)驗(yàn)裝置圖（2）實(shí)驗(yàn)操作步驟及注意事項(xiàng)：①檢查裝置氣密性②裝藥品并固定裝置③實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入一氧化碳，然后再點(diǎn)燃酒精噴燈的原因是排出裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)爆炸。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作是“先停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，直到玻璃管冷卻”。這樣操作的目的是防止石灰水倒流，使試管炸裂。（如果沒有石灰水，則目的是防止生成高溫的鐵又被氧化。）⑤該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是硬質(zhì)玻璃管中紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?、試管中的澄清石灰水變渾濁、酒精燈上方?dǎo)管口處的氣體燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰，體現(xiàn)了一氧化碳的可燃性。⑥相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe2O32Fe+CO2Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2⑦如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？取少量產(chǎn)物于試管中，滴加適量稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生證明含鐵粉；或用磁鐵吸引。⑧裝置中導(dǎo)管末端點(diǎn)燃酒精燈：點(diǎn)燃尾氣中的一氧化碳，防止污染空氣。2.工業(yè)煉鐵（1）設(shè)備：高爐（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。①焦炭的作用：一是生成還原劑一氧化碳，二是提高高爐的溫度②石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣除去。③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。（3）反應(yīng)原理：A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋O2CO2、C＋CO22CO（4）出鐵口為什么低于爐渣出口？因?yàn)闋t渣的主要成分是CaSiO3,其密度小于鐵水的密度,總是浮在鐵水的上方．所以出鐵口低于爐渣出口。3、對(duì)比實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)煉鐵實(shí)驗(yàn)室煉鐵工業(yè)煉鐵裝置（設(shè)備）實(shí)驗(yàn)裝置高爐藥品（原料）氧化鐵、一氧化碳鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。原理Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2產(chǎn)品純鐵生鐵實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵實(shí)際使用的CO的質(zhì)量比參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量要多。直玻璃管內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)前后質(zhì)量差為參加反應(yīng)的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量。澄清石灰水增加的質(zhì)量的理論上是生成二氧化碳的質(zhì)量。4、金屬的冶煉方法（1）電解法：較活潑金屬(如鈉、鉀、鎂、鋁等)的礦物很穩(wěn)定，靠電解才能將它們還原出來。例：2Al2O34Al+3O2↑（鋁的冶煉）（2）熱還原法：很多金屬(如銅、鋅、錫、鉛等)的冶煉跟鐵類似，在加熱或高溫條件下，將金屬化合物與焦炭或氫氣或一氧化碳反應(yīng)還原得到金屬單質(zhì)。例：一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2一氧化碳還原四氧化三鐵Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2氫氣還原氧化銅CuO＋COCu＋CO2等。（3）熱分解法：極少數(shù)金屬的化合物不穩(wěn)定，加熱就可以分解成金屬單質(zhì)，如銀汞的化合物。三、含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算原理化學(xué)方程式所表達(dá)的物質(zhì)間質(zhì)量關(guān)系都是參加反應(yīng)的純凈物間的關(guān)系。當(dāng)參與反應(yīng)或生成的是含雜質(zhì)的物質(zhì)時(shí)，要換算成純凈物的量，在進(jìn)行計(jì)算。公式混合物中某物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。純物質(zhì)的質(zhì)量=混合物的總質(zhì)量×該物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；旌衔锏目傎|(zhì)量=。計(jì)算步驟將含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。將純物質(zhì)的質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。將計(jì)算得到的純物質(zhì)的質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。例:1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？

1．（2023·河南駐馬店·統(tǒng)考三模）實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置進(jìn)行模擬煉鐵實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是

A．Fe2O3是磁鐵礦的主要成分 B．應(yīng)先加熱Fe2O3，再通入COC．紅棕色的Fe2O3逐漸變黑 D．氣體通過澄清石灰水后可直接排放2．（2023·貴州貴陽·模擬預(yù)測）對(duì)比是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法。下列關(guān)于Fe2O3與Fe3O4的比較中正確的是A．Fe2O3為黑色，F(xiàn)e3O4為紅棕色B．Fe2O3和Fe3O4都是鐵的氧化物C．Fe2O3可用于煉鐵，F(xiàn)e3O4不可用于煉鐵D．Fe2O3是磁鐵礦的主要成分，F(xiàn)e3O4是赤鐵礦的主要成分3．（2023春·四川成都·九年級(jí)?？茧A段練習(xí)）興趣小組摸擬工業(yè)煉鐵原理，設(shè)計(jì)了如圖裝置(夾持裝置略去)，下列有關(guān)說法不正確的是

A．實(shí)驗(yàn)開始前，先通入一段時(shí)間一氧化碳，再點(diǎn)燃酒精噴燈B．實(shí)驗(yàn)中觀察到有黑色固體被磁鐵吸引，證明有鐵生成C．反應(yīng)一段時(shí)間后，觀察到注射器中的溶液變渾濁D．裝置中氣球的作用是收集二氧化碳，防止污染空氣4．（2023·吉林松原·校聯(lián)考三模）鐵是使用最廣泛的金屬。(圖中“——”表示物質(zhì)可以反應(yīng)，“→”表示物質(zhì)轉(zhuǎn)化方向)下列說法正確的是A．赤鐵礦煉鐵的原理是CO+Fe2O3=2Fe+3CO2B．反應(yīng)①是一個(gè)吸熱反應(yīng)C．反應(yīng)②的現(xiàn)象為出現(xiàn)氣泡，溶液變淺綠色D．反應(yīng)③的鹽溶液可以為溶液5．（2023·安徽·模擬預(yù)測）化學(xué)興趣小組的同學(xué)模仿工業(yè)煉鐵原理，設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)說法不正確的是A．實(shí)驗(yàn)開始先通入CO，再點(diǎn)燃酒精噴燈B．紅棕色的粉末逐漸變黑色C．關(guān)閉止水夾一段時(shí)間后注射器內(nèi)溶液變渾濁D．裝置中氣球的作用是收集CO2，防止污染空氣6．（2023·四川成都·統(tǒng)考二模）春秋初期，紹興一帶是南方的一個(gè)冶鐵中心，其煉鐵方法是在1000°C左右的溫度下，使木炭和鐵礦石（主要成分為）發(fā)生一系列的反應(yīng)生成含較多雜質(zhì)的海綿鐵。其中主要化學(xué)反應(yīng)為：下列說法錯(cuò)誤的是A．海綿鐵是一種混合物B．上述反應(yīng)中CO有還原性C．中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)D．煉鐵過程中只生成，不需尾氣處理7．（2023·山東濰坊·模擬預(yù)測）古時(shí)，紹興一帶曾是南方的一個(gè)冶鐵中心，其煉鐵方法是在1000℃左右的溫度下，木炭和鐵礦石(主要成分為Fe2O3)發(fā)生一系列的反應(yīng)，生成含較多雜質(zhì)的海綿鐵。其中主要化學(xué)反應(yīng)為3CO+Fe2O32Fe+3CO2。下列說法錯(cuò)誤的是A．海綿鐵是一種混合物B．Fe2O3中鐵元素的化合價(jià)為+3C．上述反應(yīng)中涉及的氧化物有3種D．煉鐵過程中，木炭只是作為燃料使用8．（2023·遼寧沈陽·模擬預(yù)測）工業(yè)煉鐵的部分反應(yīng)如下所示，其中說法正確的是A．X是焦炭 B．X與CO都具有氧化性C．③反應(yīng)后的尾氣可直接排放 D．Y中鐵元素以單質(zhì)的形式存在9．（2023·江蘇連云港·模擬預(yù)測）利用如圖所示裝置測定某鐵的氧化物的化學(xué)式。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：①裝鐵的氧化物的硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為20g；②硬質(zhì)玻璃管與鐵的氧化物的質(zhì)量共為31.6g；③通入一氧化碳并加熱至鐵的氧化物全部轉(zhuǎn)化為鐵后，生成的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收，且B中生成沉淀的質(zhì)量為20g。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算此鐵的氧化物的化學(xué)式為

A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeO D．Fe5O710．（2023·安徽·模擬預(yù)測）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)想要用含二氧化碳、水蒸氣的一氧化碳?xì)怏w測定m克樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（已知試劑均足量，反應(yīng)充分，樣品中的雜質(zhì)不參與反應(yīng)也不揮發(fā)）。下列說法錯(cuò)誤的是

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)先點(diǎn)燃③、⑤處的酒精燈，再通入混合氣體B．該實(shí)驗(yàn)既可驗(yàn)證一氧化碳的還原性，又可驗(yàn)證一氧化碳的可燃性C．實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)觀察到④中的液體變渾濁D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后稱量③中固體質(zhì)量為ng，則樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11．（2023·四川成都·模擬預(yù)測）化學(xué)興趣小組同學(xué)參觀了某鋼鐵公司，大家對(duì)如圖所示的煉鐵和煉鋼的工藝流程，有了全新的認(rèn)識(shí)。(1)用文字?jǐn)⑹鰺掕F的原理______。(2)寫出用赤鐵礦石煉鐵的化學(xué)方程式______。(3)原料中焦炭的作用是______；煉鐵時(shí)，采用固體原料從上面加入的優(yōu)點(diǎn)是______。(4)向精煉爐中吹入氬氣使鋼水循環(huán)流動(dòng)，各成分均勻混合，相當(dāng)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中______（填一種儀器的名稱）的作用。(5)在鋼水鑄件機(jī)中，高溫鋼加工成鋼制零件時(shí)，充入氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣，主要因?yàn)榈獨(dú)鈅_____。(6)在鋼制成品表面“涂層”的目的是防止鋼制成品中的鐵與空氣中的______發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生銹。12．（2023·河南·模擬預(yù)測）實(shí)驗(yàn)室可利用如圖所示裝置模擬煉鐵反應(yīng)，并檢驗(yàn)氣體生成物的實(shí)驗(yàn)。

(1)寫出A裝置玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(2)實(shí)驗(yàn)過程中先通入一氧化碳再點(diǎn)燃酒精噴燈的原因是：____________。(3)在不改變實(shí)驗(yàn)裝置的情況下，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)氣體生成物：____________。（簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）13．（2023·廣西賀州·統(tǒng)考三模）某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)完金屬的冶煉后，以“鐵的冶煉”為主題展開項(xiàng)目式學(xué)習(xí)?！救蝿?wù)一】鐵的冶煉實(shí)驗(yàn)

【實(shí)驗(yàn)分析】(1)實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)，均需通一會(huì)CO，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先通入CO的目的是______。(2)B裝置的作用是______。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)可觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體由______色變?yōu)楹谏?shí)驗(yàn)后老師指出，CO與Fe2O3在不同溫度下反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e2O3因失氧程度不同會(huì)生成其他鐵的氧化物或鐵單質(zhì)。于是同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)后A裝置硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的黑色固體的成分產(chǎn)生好奇，于是開展如下任務(wù)二。(4)【任務(wù)二】探究硬質(zhì)玻璃管內(nèi)黑色固體的成分【提出問題】該黑色固體的成分是什么？【查閱資料】鐵的氧化物有Fe2O3、Fe3O4、FeO三種，其中FeO、Fe3O4均為不溶于水的黑色固體；其中Fe3O4具有磁性，可以被磁鐵吸引，F(xiàn)eO無磁性，不能被磁鐵吸引。【作出猜想】該黑色固體含有Fe3O4、FeO、Fe中的一種或多種?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①取實(shí)驗(yàn)所得黑色固體于白紙上，用磁鐵置于固體上方______樣品中含有Fe、Fe3O4、FeO②將①中磁鐵吸引的黑色固體放入試管中，加入足量______溶液，振蕩，充分反應(yīng)后倒去上層清液有紅色固體生成，充分反應(yīng)后，仍有黑色固體剩余步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。【拓展延伸】（結(jié)合極值法探究物質(zhì)組成）某同學(xué)改變溫度后再次進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，加熱一段時(shí)間后取反應(yīng)后的固體粉末，使用儀器測得粉末中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為5：2，據(jù)此推斷其組成可能是______（填字母）。A．FeO

B．Fe3O4、Fe2O3C．FeO、Fe3O4D．Fe、FeO14．（2023·吉林長春·模擬預(yù)測）回答與金屬有關(guān)的問題。(1)鈣是人體含量最高的金屬元素，老年人缺鈣會(huì)發(fā)生___________，容易骨折；(2)將打磨后的鐵絲放入硫酸銅溶液中，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成，說明鐵比銅的金屬活動(dòng)性___________(填“強(qiáng)”或“弱”)；(3)中國鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)26年居世界第一，為我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和綜合國力提升提供有力保障，某鋼鐵廠計(jì)劃用赤鐵礦(主要成分Fe2O3)煉制生鐵，測得煉制生鐵中含純鐵，計(jì)算該赤鐵礦中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(列式并計(jì)算結(jié)果)。1．（2023年四川省南充市中考）認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是必備的化學(xué)素養(yǎng)，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述正確的是A．硫在空氣中燃燒，產(chǎn)生藍(lán)紫色火焰B．實(shí)驗(yàn)室用CO還原Fe2O3，黑色固體變?yōu)榧t色C．向鋅粒中加入稀硫酸，產(chǎn)生大量氫氣D．電解水實(shí)驗(yàn)中，正負(fù)極產(chǎn)生的氣體在相同條件下的體積之比約為1：22．（2023年山東省濱州市中考）人類文明進(jìn)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，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)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?yàn)殇X不與氧氣反應(yīng)3.（2023年重慶市中考A卷）化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵。下列敘述不正確的是A．服用葡萄糖酸鋅可以預(yù)防大脖子病B．給鐵制器具涂油漆可以防止生銹C．液氮可以保存活體組織和生物樣品D．工業(yè)上可用CO與赤鐵礦冶煉生鐵4．（2023年湖南省株洲市中考）生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金。我國粗鋼產(chǎn)量自1996年開始已經(jīng)連續(xù)27年位居全球第一。(1)含碳量比較：生鐵______（填“大于”或“小于”）鋼。(2)煉鋼的基礎(chǔ)是煉鐵。工業(yè)上煉鐵是把鐵礦石（如赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4等）、焦炭和石灰石一起加入鍋?zhàn)o(hù)，在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石里還原出來。請(qǐng)寫出在高溫下CO還原FexOy的化學(xué)方程式：______。5．（2023年江蘇省蘇州市中考）中國古代已掌握了銅冶煉和鑄造技術(shù)，現(xiàn)代銅冶煉廢氣、廢水需經(jīng)過處理后排放。Ⅰ、銅的冶煉與防腐(1)如圖所示一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)出現(xiàn)______（現(xiàn)象），證明反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生。(2)上述實(shí)驗(yàn)獲得的Cu中含有少量黑色的CuO。請(qǐng)補(bǔ)充完整提純銅的實(shí)驗(yàn)方案：將所得固體置于燒杯中，______，干燥。（可選用的試劑：稀、溶液、NaOH溶液，蒸餾水）(3)《周禮·考工記》中記載了鑄造各類青銅器的配方。銅和青銅的相關(guān)性質(zhì)見下表，推斷銅冶煉過程中熔入錫的作用有______銅青銅（含25%的錫）熔點(diǎn)1085℃800℃硬度3.05~6.6注：硬度以金剛石的硬度10為標(biāo)準(zhǔn)，1表示很軟，10表示很硬。(4)某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究銅銹蝕產(chǎn)生銅綠［］的條件（如圖所示），圖中銅片上最不易產(chǎn)生銅綠的是______（填序號(hào)）。A．B．C．D．Ⅱ、濕法煉銅廢水的處理(5)濕法煉銅產(chǎn)生酸性廢水，含有的、可用鐵炭混合物（鐵粉和活性炭的混合物）除去。其他條件不變，廢水pH對(duì)、去除率的影響如圖所示。①pH<3時(shí)，鐵炭混合物表面有大量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式為______。②相同pH條件下，的去除率遠(yuǎn)高于的原因可能是______。Ⅲ、工業(yè)銅冶煉廢氣的處理(6)工業(yè)上利用反應(yīng)冶煉得到Cu，冶煉產(chǎn)生的煙氣中含多種成分。經(jīng)過水洗除塵后，煙氣中部分氣體分子的百分含量（）隨溫度變化如圖所示。①圖中虛線表示或的變化，其中曲線X表示的物質(zhì)是______。②當(dāng)500℃煙氣溫度下降時(shí)，含量降低的主要原因是______（用化學(xué)方程式表示）。③溫度低于200℃時(shí)，煙氣中幾乎不存在水分子的主要原因是______。6．（2023年安徽省中考）已知草酸鈣（）加熱易分解：。為驗(yàn)證分解產(chǎn)物中既有CO又有，小明設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置。

回答下列問題。(1)B中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______，寫出其在D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(2)中鐵元素化合價(jià)為_____。(3)小華認(rèn)為，在D裝置后再增加裝置B才能驗(yàn)證CO的存在，小明認(rèn)為不加裝置B就可驗(yàn)證，小明的理由是_________。(4)從環(huán)保的角度考慮，該實(shí)驗(yàn)裝置的不足之處是_________。7．（2023年湖南省衡陽市中考）黃銅(鋅和銅的合金)在古代應(yīng)用非常廣泛，古人用爐甘石()，赤銅()和木炭制備黃銅，其中—種流程如下：

(1)黃銅和純銅相比較，硬度更大的是_____。(2)反應(yīng)Ⅱ中赤銅與木炭反應(yīng)生成銅和二氧化碳，請(qǐng)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。(3)黃銅與黃金外觀上非常相似，請(qǐng)用一種方法對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分_____。8．（2023年四川省眉山市中考）鈦金屬具有硬度大、密度小、熔點(diǎn)高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優(yōu)良的性能，被譽(yù)為“未來金屬”。我國釩鈦磁鐵礦床分布廣泛，儲(chǔ)量豐富，由釩鈦磁鐵礦提取金屬鈦的主要工藝過程如下。

回答下列問題：(1)鈦鐵礦需要粉碎，其目的是_____。(2)鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3)，其中鈦元素的化合價(jià)為_____價(jià)。(3)TiCl4在高溫下與足量Mg反應(yīng)生成金屬鈦，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。(4)金屬礦物不能再生。下列能有效保護(hù)鈦金屬資源的措施是_____。A．回收利用廢舊鈦金屬制品 B．任意開采鈦金屬礦石C．鈦金屬抗腐蝕性能好，可隨意堆放儲(chǔ)存 D．尋找、開發(fā)鈦金屬的代替品9．（2023年重慶市中考B卷）2023年5月，大連灣海底隧道貫通，我國自主研制的盾構(gòu)機(jī)起了重要作用。盾構(gòu)機(jī)的殼體、刀盤等都使用了鋼材?；卮鹣铝袉栴}。(1)與純鐵相比，鋼鐵的優(yōu)良性能有______（填一種）。(2)高爐煉鐵的原理是一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______，反應(yīng)中的還原劑為______。(3)每年有大量的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢，寫出防止鐵生銹的一條措施______。

2023-2024學(xué)年九年化學(xué)上冊(cè)預(yù)學(xué)精品課程第五章金屬的冶煉與利用第24課金屬礦物和鐵的冶煉【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)常見的金屬礦物了解煉鐵的原理，認(rèn)識(shí)工業(yè)煉鐵、煉鋼的方法；掌握含雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物的計(jì)算【重點(diǎn)】1.一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)操作步驟、現(xiàn)象、反應(yīng)原理。2.工業(yè)煉鐵的原理、設(shè)備及原料?！倦y點(diǎn)】一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)操作步驟、現(xiàn)象、反應(yīng)原理。一、金屬礦物金屬在自然界在的存在形式：大部分都以化合物的形式存在，少數(shù)很不活潑的金屬如金等以單質(zhì)形式存在，人類使用最早的金屬是金，目前，人類從礦石中提取量最大的金屬是鐵。地殼中含量位于前五位的金屬元素：鋁、鐵、鈣、鈉、鉀。幾種常見的礦石：礦石是指以化合物形式存在的金屬在自然界中以礦物形式存在，含有礦物的巖石稱為礦石。鐵礦石：赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、黃鐵礦(主要成分是FeS2)、菱鐵礦(主要成分是FeCO3)、磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)。鋁礦石：鋁土礦(主要成分是Al2O3)。銅礦石：黃銅礦(主要成分是CuFeS2)、輝銅礦(主要成分是Cu2S)。二、煉鐵1、實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵（1）煉鐵原理的實(shí)驗(yàn)裝置圖（2）實(shí)驗(yàn)操作步驟及注意事項(xiàng)：①檢查裝置氣密性②裝藥品并固定裝置③實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入一氧化碳，然后再點(diǎn)燃酒精噴燈的原因是排出裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)爆炸。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作是“先停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，直到玻璃管冷卻”。這樣操作的目的是防止石灰水倒流，使試管炸裂。（如果沒有石灰水，則目的是防止生成高溫的鐵又被氧化。）⑤該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是硬質(zhì)玻璃管中紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?、試管中的澄清石灰水變渾濁、酒精燈上方?dǎo)管口處的氣體燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰，體現(xiàn)了一氧化碳的可燃性。⑥相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe2O32Fe+CO2、Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O、2CO+O22CO2⑦如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？取少量產(chǎn)物于試管中，滴加適量稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生證明含鐵粉；或用磁鐵吸引。⑧裝置中導(dǎo)管末端點(diǎn)燃酒精燈：點(diǎn)燃尾氣中的一氧化碳，防止污染空氣。2.工業(yè)煉鐵（1）設(shè)備：高爐（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。注意：①焦炭的作用：一是生成還原劑一氧化碳，二是提高高爐的溫度②石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣除去。③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。（3）反應(yīng)原理：A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋O2CO2、C＋CO22CO（4）出鐵口為什么低于爐渣出口？因?yàn)闋t渣的主要成分是CaSiO3,其密度小于鐵水的密度,總是浮在鐵水的上方．所以出鐵口低于爐渣出口。3、對(duì)比實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)煉鐵實(shí)驗(yàn)室煉鐵工業(yè)煉鐵裝置（設(shè)備）實(shí)驗(yàn)裝置高爐藥品（原料）氧化鐵、一氧化碳鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。原理Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2產(chǎn)品純鐵生鐵實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵實(shí)際使用的CO的質(zhì)量比參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量要多。直玻璃管內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)前后質(zhì)量差為參加反應(yīng)的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量。澄清石灰水增加的質(zhì)量的理論上是生成二氧化碳的質(zhì)量。4、金屬的冶煉方法（1）電解法：較活潑金屬(如鈉、鉀、鎂、鋁等)的礦物很穩(wěn)定，靠電解才能將它們還原出來。例：2Al2O34Al+3O2↑（鋁的冶煉）（2）熱還原法：很多金屬(如銅、鋅、錫、鉛等)的冶煉跟鐵類似，在加熱或高溫條件下，將金屬化合物與焦炭或氫氣或一氧化碳反應(yīng)還原得到金屬單質(zhì)。例：一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2一氧化碳還原四氧化三鐵Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2氫氣還原氧化銅CuO＋COeq\o(=,\s\up7(高溫))Cu＋CO2等。（3）熱分解法：極少數(shù)金屬的化合物不穩(wěn)定，加熱就可以分解成金屬單質(zhì)，如銀汞的化合物。三、含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算原理化學(xué)方程式所表達(dá)的物質(zhì)間質(zhì)量關(guān)系都是參加反應(yīng)的純凈物間的關(guān)系。當(dāng)參與反應(yīng)或生成的是含雜質(zhì)的物質(zhì)時(shí)，要換算成純凈物的量，在進(jìn)行計(jì)算。公式混合物中某物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。純物質(zhì)的質(zhì)量=混合物的總質(zhì)量×該物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；旌衔锏目傎|(zhì)量=。計(jì)算步驟將含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。將純物質(zhì)的質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。將計(jì)算得到的純物質(zhì)的質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。例:1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？

解：設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。(x不是純物質(zhì)的質(zhì)量，不能直接代入計(jì)算)

1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：

答：800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質(zhì)量為583t。1．（2023·河南駐馬店·統(tǒng)考三模）實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置進(jìn)行模擬煉鐵實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是

A．Fe2O3是磁鐵礦的主要成分 B．應(yīng)先加熱Fe2O3，再通入COC．紅棕色的Fe2O3逐漸變黑 D．氣體通過澄清石灰水后可直接排放【答案】C【詳解】A、氧化鐵是赤鐵礦的主要成分，磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵，故A說法不正確，不符合題意；B、由于一氧化碳有毒，與空氣混合遇明火可能會(huì)發(fā)生爆炸，所以應(yīng)先通入CO，將裝置內(nèi)空氣排盡，然后加熱氧化鐵，防止發(fā)生爆炸，故B說法不正確，不符合題意；C、一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故紅棕色的Fe2O3逐漸變黑，故C說法正確，符合題意；D、一氧化碳有毒，未反應(yīng)的一氧化碳散逸到空氣中，會(huì)污染空氣，故氣體通過澄清石灰水后，應(yīng)進(jìn)行尾氣處理，故D說法不正確，不符合題意；故選C。2．（2023·貴州貴陽·模擬預(yù)測）對(duì)比是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法。下列關(guān)于Fe2O3與Fe3O4的比較中正確的是A．Fe2O3為黑色，F(xiàn)e3O4為紅棕色B．Fe2O3和Fe3O4都是鐵的氧化物C．Fe2O3可用于煉鐵，F(xiàn)e3O4不可用于煉鐵D．Fe2O3是磁鐵礦的主要成分，F(xiàn)e3O4是赤鐵礦的主要成分【答案】B【詳解】A、氧化鐵是紅棕色的，四氧化三鐵是黑色的，不符合題意；B、氧化鐵和四氧化三鐵均是由Fe、O兩種元素組成的化合物，均屬于鐵的氧化物，符合題意；C、氧化鐵和四氧化三鐵均能與一氧化碳等還原劑在高溫下反應(yīng)生成鐵，均可用于煉鐵，不符合題意；D、磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵，赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，不符合題意。故選B。3．（2023春·四川成都·九年級(jí)?？茧A段練習(xí)）興趣小組摸擬工業(yè)煉鐵原理，設(shè)計(jì)了如圖裝置(夾持裝置略去)，下列有關(guān)說法不正確的是

A．實(shí)驗(yàn)開始前，先通入一段時(shí)間一氧化碳，再點(diǎn)燃酒精噴燈B．實(shí)驗(yàn)中觀察到有黑色固體被磁鐵吸引，證明有鐵生成C．反應(yīng)一段時(shí)間后，觀察到注射器中的溶液變渾濁D．裝置中氣球的作用是收集二氧化碳，防止污染空氣【答案】D【詳解】A、由于一氧化碳具有可燃性，與空氣混合遇明火可能會(huì)發(fā)生爆炸，所以實(shí)驗(yàn)開始先通入CO，再點(diǎn)燃酒精噴燈，目的是排盡裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸，故選項(xiàng)說法正確；B、鐵能被磁鐵吸引，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，觀察到有黑色固體被磁鐵吸引，證明有鐵生成，故選項(xiàng)說法正確；C、一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，關(guān)閉止水夾一段時(shí)間后注射器內(nèi)溶液變渾濁，故選項(xiàng)說法正確；D、一氧化碳有毒，會(huì)污染空氣，二氧化碳無毒，所以裝置中氣球的作用是收集CO，防止污染空氣，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；故選：D。4．（2023·吉林松原·校聯(lián)考三模）鐵是使用最廣泛的金屬。(圖中“——”表示物質(zhì)可以反應(yīng)，“→”表示物質(zhì)轉(zhuǎn)化方向)下列說法正確的是A．赤鐵礦煉鐵的原理是CO+Fe2O3=2Fe+3CO2B．反應(yīng)①是一個(gè)吸熱反應(yīng)C．反應(yīng)②的現(xiàn)象為出現(xiàn)氣泡，溶液變淺綠色D．反應(yīng)③的鹽溶液可以為溶液【答案】C【詳解】A、赤鐵礦煉鐵的原理是一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、由圖可知，反應(yīng)①是鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是一個(gè)放熱的反應(yīng)，選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、由圖可知，反應(yīng)②是鐵和酸反應(yīng)生成亞鐵鹽和氫氣，觀察到的現(xiàn)象為出現(xiàn)氣泡，溶液變淺綠色，選項(xiàng)正確；D、反應(yīng)③是鐵和鹽反應(yīng)生成亞鐵鹽和一種金屬單質(zhì)，參加反應(yīng)的鹽的金屬活動(dòng)性比鐵弱，鋁的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，所以該反應(yīng)中的鹽溶液不可以為硫酸鋁溶液，選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。5．（2023·安徽·模擬預(yù)測）化學(xué)興趣小組的同學(xué)模仿工業(yè)煉鐵原理，設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)說法不正確的是A．實(shí)驗(yàn)開始先通入CO，再點(diǎn)燃酒精噴燈B．紅棕色的粉末逐漸變黑色C．關(guān)閉止水夾一段時(shí)間后注射器內(nèi)溶液變渾濁D．裝置中氣球的作用是收集CO2，防止污染空氣【答案】D【詳解】A、CO不純時(shí)，燃燒易爆炸，實(shí)驗(yàn)開始先通入CO，是為了排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸，說法正確；B、氧化鐵與一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，紅棕色的粉末逐漸變黑色，說法正確；C、一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，關(guān)閉止水夾，二氧化碳進(jìn)入注射器，與澄清石灰水反應(yīng)，可觀察到澄清石灰水變渾濁，說法正確；D、氣球是為了收集CO，防止污染空氣，說法錯(cuò)誤。故選D。6．（2023·四川成都·統(tǒng)考二模）春秋初期，紹興一帶是南方的一個(gè)冶鐵中心，其煉鐵方法是在1000°C左右的溫度下，使木炭和鐵礦石（主要成分為）發(fā)生一系列的反應(yīng)生成含較多雜質(zhì)的海綿鐵。其中主要化學(xué)反應(yīng)為：下列說法錯(cuò)誤的是A．海綿鐵是一種混合物B．上述反應(yīng)中CO有還原性C．中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)D．煉鐵過程中只生成，不需尾氣處理【答案】D【詳解】A、海綿鐵中含有較多雜質(zhì)，屬于混合物，該選項(xiàng)說法正確；B、在該反應(yīng)中，一氧化碳奪取了氧化鐵中的氧元素，說明一氧化碳具有還原性，該選項(xiàng)說法正確；C、Fe2O3中，氧元素化合價(jià)為-2價(jià)，設(shè)鐵元素化合價(jià)為x，根據(jù)“化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為零”，則2x+（-2）×3=0，解得x=+3，該選項(xiàng)說法正確；D、尾氣中可能含有一氧化碳，而一氧化碳會(huì)污染空氣，則需要處理尾氣，該選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。故選D。7．（2023·山東濰坊·模擬預(yù)測）古時(shí)，紹興一帶曾是南方的一個(gè)冶鐵中心，其煉鐵方法是在1000℃左右的溫度下，木炭和鐵礦石(主要成分為Fe2O3)發(fā)生一系列的反應(yīng)，生成含較多雜質(zhì)的海綿鐵。其中主要化學(xué)反應(yīng)為3CO+Fe2O32Fe+3CO2。下列說法錯(cuò)誤的是A．海綿鐵是一種混合物B．Fe2O3中鐵元素的化合價(jià)為+3C．上述反應(yīng)中涉及的氧化物有3種D．煉鐵過程中，木炭只是作為燃料使用【答案】D【詳解】A、海綿鐵中含有多種物質(zhì)，屬于混合物，該選項(xiàng)說法正確；B、Fe2O3中，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，根據(jù)“化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為零”，則其中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)，該選項(xiàng)說法正確；C、氧化物是指含有兩種元素，且一種元素為氧元素的化合物，上述反應(yīng)中，CO、Fe2O3、CO2均屬于氧化物，共三種，該選項(xiàng)說法正確；D、煉鐵過程中，木炭燃燒生成二氧化碳，提供熱量，且生成的二氧化碳能與碳反應(yīng)生成一氧化碳，還提供還原劑一氧化碳，該選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。故選D。8．（2023·遼寧沈陽·模擬預(yù)測）工業(yè)煉鐵的部分反應(yīng)如下所示，其中說法正確的是A．X是焦炭 B．X與CO都具有氧化性C．③反應(yīng)后的尾氣可直接排放 D．Y中鐵元素以單質(zhì)的形式存在【答案】A【詳解】A、氧氣和X反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳和X反應(yīng)生成一氧化碳，所以X是焦炭，說法正確B、X是焦炭，焦炭與CO都具有還原性，說法錯(cuò)誤；C、一氧化碳和鐵的氧化物反應(yīng)生成鐵單質(zhì)，因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)需要多通入一氧化碳排盡裝置內(nèi)空氣，所以③反應(yīng)后的尾氣含CO，有劇毒，不能直接排放，說法錯(cuò)誤；D、Y是鐵的一種氧化物，Y中鐵元素應(yīng)該以化合物的形態(tài)存在，與CO反應(yīng)后生成單質(zhì)的鐵，說法錯(cuò)誤。故選A。9．（2023·江蘇連云港·模擬預(yù)測）利用如圖所示裝置測定某鐵的氧化物的化學(xué)式。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：①裝鐵的氧化物的硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為20g；②硬質(zhì)玻璃管與鐵的氧化物的質(zhì)量共為31.6g；③通入一氧化碳并加熱至鐵的氧化物全部轉(zhuǎn)化為鐵后，生成的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收，且B中生成沉淀的質(zhì)量為20g。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算此鐵的氧化物的化學(xué)式為

A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeO D．Fe5O7【答案】B【詳解】由描述①②可知，裝入的鐵的氧化物質(zhì)量為，由③可知生成的碳酸鈣質(zhì)量為20g，設(shè)生成20g碳酸鈣時(shí)需要二氧化碳的質(zhì)量為，則8.8g二氧化碳中氧元素的質(zhì)量為，則來自鐵的氧化物的氧元素的質(zhì)量為，則鐵的氧化物中鐵元素的質(zhì)量為，則鐵的氧化物中，鐵原子和氧原子的原子個(gè)數(shù)比為，則該鐵的氧化物為四氧化三鐵；故選：B。10．（2023·安徽·模擬預(yù)測）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)想要用含二氧化碳、水蒸氣的一氧化碳?xì)怏w測定m克樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（已知試劑均足量，反應(yīng)充分，樣品中的雜質(zhì)不參與反應(yīng)也不揮發(fā)）。下列說法錯(cuò)誤的是

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)先點(diǎn)燃③、⑤處的酒精燈，再通入混合氣體B．該實(shí)驗(yàn)既可驗(yàn)證一氧化碳的還原性，又可驗(yàn)證一氧化碳的可燃性C．實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)觀察到④中的液體變渾濁D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后稱量③中固體質(zhì)量為ng，則樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為【答案】A【詳解】A、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃⑤處的酒精燈，再通入混合氣體，等裝置中的空氣排凈以后，再點(diǎn)燃③處的酒精燈，故選項(xiàng)A說法錯(cuò)誤；B、該實(shí)驗(yàn)中一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，一氧化碳點(diǎn)燃生成二氧化碳，既驗(yàn)證了一氧化碳的還原性，又驗(yàn)證了一氧化碳的可燃性，故選項(xiàng)B說法正確；C、反應(yīng)生成的二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)觀察到④中的液體變渾濁，故選項(xiàng)C說法正確；D、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后稱量③中固體質(zhì)量為ng，樣品中氧化鐵的質(zhì)量為：，則樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，故選項(xiàng)D說法正確；故選：A。11．（2023·四川成都·模擬預(yù)測）化學(xué)興趣小組同學(xué)參觀了某鋼鐵公司，大家對(duì)如圖所示的煉鐵和煉鋼的工藝流程，有了全新的認(rèn)識(shí)。(1)用文字?jǐn)⑹鰺掕F的原理______。(2)寫出用赤鐵礦石煉鐵的化學(xué)方程式______。(3)原料中焦炭的作用是______；煉鐵時(shí)，采用固體原料從上面加入的優(yōu)點(diǎn)是______。(4)向精煉爐中吹入氬氣使鋼水循環(huán)流動(dòng)，各成分均勻混合，相當(dāng)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中______（填一種儀器的名稱）的作用。(5)在鋼水鑄件機(jī)中，高溫鋼加工成鋼制零件時(shí)，充入氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣，主要因?yàn)榈獨(dú)鈅_____。(6)在鋼制成品表面“涂層”的目的是防止鋼制成品中的鐵與空氣中的______發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生銹?！敬鸢浮?1)在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石里還原出來(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(3)提供熱量、產(chǎn)生還原劑CO使物質(zhì)充分接觸，從而充分反應(yīng)(4)玻璃棒(5)化學(xué)性質(zhì)不活潑(6)氧氣和水蒸氣（或O2和H2O）【詳解】（1）高爐煉鐵的主要反應(yīng)原理是在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石里還原出來，故填：在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石里還原出來；（2）赤鐵礦石的主要成分是氧化鐵，一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（3）原料中焦炭的作用是提供熱量、產(chǎn)生還原劑CO；煉鐵時(shí)，采用固體原料從上面加入的優(yōu)點(diǎn)是使物質(zhì)充分接觸，從而充分反應(yīng)；（4）玻璃棒的應(yīng)用之一是攪拌，向精煉爐中吹入氬氣使鋼水循環(huán)流動(dòng)，各成分均勻混合，該操作相當(dāng)于玻璃棒的作用，故填：玻璃棒；（5）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，在該操作中可以用作保護(hù)氣，故填：化學(xué)性質(zhì)不活潑；（6）在鋼制成品表面“涂層”的目的是：防止鋼制成品中的鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生銹，故填：氧氣和水蒸氣或O2和H2O。12．（2023·河南·模擬預(yù)測）實(shí)驗(yàn)室可利用如圖所示裝置模擬煉鐵反應(yīng)，并檢驗(yàn)氣體生成物的實(shí)驗(yàn)。

(1)寫出A裝置玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(2)實(shí)驗(yàn)過程中先通入一氧化碳再點(diǎn)燃酒精噴燈的原因是：____________。(3)在不改變實(shí)驗(yàn)裝置的情況下，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)氣體生成物：____________。（簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）【答案】(1)(2)排盡試管里的空氣，再加熱氧化鐵，防止一氧化碳與空氣混合加熱引起爆炸(3)將氫氧化鈉溶液換成氫氧化鈣溶液，若實(shí)驗(yàn)結(jié)束，溶液變渾濁，則說明有二氧化碳?xì)怏w生成?！驹斀狻浚?）一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（2）實(shí)驗(yàn)過程中先通入一氧化碳再點(diǎn)燃酒精噴燈，是為了排盡試管里的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱引起爆炸（3）一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，氣體生成物為二氧化碳，故可將氫氧化鈉溶液換成氫氧化鈣溶液，若實(shí)驗(yàn)結(jié)束，溶液變渾濁，則說明有二氧化碳?xì)怏w生成。13．（2023·廣西賀州·統(tǒng)考三模）某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)完金屬的冶煉后，以“鐵的冶煉”為主題展開項(xiàng)目式學(xué)習(xí)?！救蝿?wù)一】鐵的冶煉實(shí)驗(yàn)

【實(shí)驗(yàn)分析】(1)實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)，均需通一會(huì)CO，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先通入CO的目的是______。(2)B裝置的作用是______。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)可觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體由______色變?yōu)楹谏?。?shí)驗(yàn)后老師指出，CO與Fe2O3在不同溫度下反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e2O3因失氧程度不同會(huì)生成其他鐵的氧化物或鐵單質(zhì)。于是同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)后A裝置硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的黑色固體的成分產(chǎn)生好奇，于是開展如下任務(wù)二。(4)【任務(wù)二】探究硬質(zhì)玻璃管內(nèi)黑色固體的成分【提出問題】該黑色固體的成分是什么？【查閱資料】鐵的氧化物有Fe2O3、Fe3O4、FeO三種，其中FeO、Fe3O4均為不溶于水的黑色固體；其中Fe3O4具有磁性，可以被磁鐵吸引，F(xiàn)eO無磁性，不能被磁鐵吸引?！咀鞒霾孪搿吭摵谏腆w含有Fe3O4、FeO、Fe中的一種或多種?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①取實(shí)驗(yàn)所得黑色固體于白紙上，用磁鐵置于固體上方______樣品中含有Fe、Fe3O4、FeO②將①中磁鐵吸引的黑色固體放入試管中，加入足量______溶液，振蕩，充分反應(yīng)后倒去上層清液有紅色固體生成，充分反應(yīng)后，仍有黑色固體剩余步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______?！就卣寡由臁浚ńY(jié)合極值法探究物質(zhì)組成）某同學(xué)改變溫度后再次進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，加熱一段時(shí)間后取反應(yīng)后的固體粉末，使用儀器測得粉末中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為5：2，據(jù)此推斷其組成可能是______（填字母）。A．FeO

B．Fe3O4、Fe2O3C．FeO、Fe3O4D．Fe、FeO【答案】(1)排出裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸(2)吸收二氧化碳，收集一氧化碳(3)紅(4)部分固體被吸引硫酸銅Fe+CuSO4=FeSO4+CuB【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)，均需通一會(huì)CO，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先通入CO的目的是排出裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸（2）氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，一氧化碳難溶于水，不能和氫氧化鈉反應(yīng)，B裝置的作用是吸收二氧化碳，收集一氧化碳；（3）氧化鐵與一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，此實(shí)驗(yàn)條件下鐵粉呈黑色，實(shí)驗(yàn)時(shí)可觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體由紅棕色變?yōu)楹谏唬?）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：①由實(shí)驗(yàn)結(jié)論：樣品中含有Fe、Fe3O4、FeO。故用磁鐵置于固體上方只吸引四氧化三鐵和鐵，觀察到現(xiàn)象為：部分固體被吸引；②由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有紅色固體生成。由于鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，故填：硫酸銅；步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；拓展延伸：A、FeO中鐵元素和氧元素質(zhì)量比是56：16=7：2，錯(cuò)誤；B、Fe3O4、Fe2O3中鐵元素和氧元素質(zhì)量比分別是168：64=21：8>5：2、7：3<5：2，粉末中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比可能為5：2，正確；C、FeO、Fe3O4中鐵元素和氧元素質(zhì)量比分別是7：2>5：2、168：64=21：8>5：2，粉末中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比不可能為5：2，錯(cuò)誤；D、FeO中鐵元素和氧元素質(zhì)量比分別是7：2>5：2，粉末中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比>5：2，錯(cuò)誤。故選B。14．（2023·吉林長春·模擬預(yù)測）回答與金屬有關(guān)的問題。(1)鈣是人體含量最高的金屬元素，老年人缺鈣會(huì)發(fā)生___________，容易骨折；(2)將打磨后的鐵絲放入硫酸銅溶液中，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)生成，說明鐵比銅的金屬活動(dòng)性___________(填“強(qiáng)”或“弱”)；(3)中國鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)26年居世界第一，為我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和綜合國力提升提供有力保障，某鋼鐵廠計(jì)劃用赤鐵礦(主要成分Fe2O3)煉制生鐵，測得煉制生鐵中含純鐵，計(jì)算該赤鐵礦中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(列式并計(jì)算結(jié)果)?！敬鸢浮?1)骨質(zhì)疏松(2)強(qiáng)(3)解:設(shè)該赤鐵礦中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量為x160

112x

x=800t該赤鐵礦中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為答：該赤鐵礦中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%【詳解】（1）缺鈣，兒童及青少年會(huì)得佝僂病，老年人會(huì)得骨質(zhì)疏松，易骨折，故填骨質(zhì)疏松。（2）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序可知前面的金屬能將后面的金屬從化合物溶液中置換出來，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知鐵能將銅置換出來，故鐵的活動(dòng)性大于銅，故填強(qiáng)。（3）見答案。1．（2023年四川省南充市中考）認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是必備的化學(xué)素養(yǎng)，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述正確的是A．硫在空氣中燃燒，產(chǎn)生藍(lán)紫色火焰B．實(shí)驗(yàn)室用CO還原Fe2O3，黑色固體變?yōu)榧t色C．向鋅粒中加入稀硫酸，產(chǎn)生大量氫氣D．電解水實(shí)驗(yàn)中，正負(fù)極產(chǎn)生的氣體在相同條件下的體積之比約為1：2【答案】D【詳解】A、硫在空氣中燃燒，產(chǎn)生微弱的淡藍(lán)色色火焰。A不正確；B、實(shí)驗(yàn)室用CO還原Fe2O3，紅棕色固體變?yōu)楹谏不正確；C、向鋅粒中加入稀硫酸，產(chǎn)生大量氣泡，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能出現(xiàn)具體物質(zhì)的名稱。C不正確；D、電解水實(shí)驗(yàn)中，正負(fù)極產(chǎn)生的氣體分別是氧氣和氫氣，在相同條件下氧氣和氫氣的體積之比約為1：2。D正確。綜上所述：選擇D。2．（2023年山東省濱州市中考）人類文明進(jìn)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，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)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?yàn)殇X不與氧氣反應(yīng)【答案】C【詳解】A、金屬在常溫下不都是固體，如汞常溫下為液態(tài)，選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、置換反應(yīng)的定義是單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，工業(yè)煉鐵原理反應(yīng)物是一氧化碳和氧化鐵，沒有單質(zhì)，不屬于置換反應(yīng)，選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、鐵與氧氣、水共同反應(yīng)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(xiàng)正確；D、鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，阻止鋁與氧氣反應(yīng)，所以鋁制品不易被銹蝕，選項(xiàng)錯(cuò)誤；故選：C。3.（2023年重慶市中考A卷）化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵。下列敘述不正確的是A．服用葡萄糖酸鋅可以預(yù)防大脖子病B．給鐵制器具涂油漆可以防止生銹C．液氮可以保存活體組織和生物樣品D．工業(yè)上可用CO與赤鐵礦冶煉生鐵【答案】A【詳解】A、人體缺碘易得大脖子病，則應(yīng)補(bǔ)碘，而不是鋅，該選項(xiàng)敘述不正確；B、鐵與氧氣和水共同接觸時(shí)會(huì)生銹，而涂油漆能隔絕氧氣和水，從而防止其生銹，該選項(xiàng)敘述正確；C、氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作保護(hù)氣，該選項(xiàng)敘述正確；D、工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵得方法煉鐵，得到的鐵為生鐵，該選項(xiàng)敘述正確。故選A。4．（2023年湖南省株洲市中考）生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金。我國粗鋼產(chǎn)量自1996年開始已經(jīng)連續(xù)27年位居全球第一。(1)含碳量比較：生鐵______（填“大于”或“小于”）鋼。(2)煉鋼的基礎(chǔ)是煉鐵。工業(yè)上煉鐵是把鐵礦石（如赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4等）、焦炭和石灰石一起加入鍋?zhàn)o(hù)，在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石里還原出來。請(qǐng)寫出在高溫下CO還原FexOy的化學(xué)方程式：______?！敬鸢浮?1)大于(2)FexOy+yCOxFe+yCO2【詳解】（1）生鐵中的含碳量為2%～4.3%，鋼中的含碳量為0.03%～2%，故生鐵的含碳量大于鋼。（2）發(fā)生的反應(yīng)為在高溫下一氧化碳和FexOy生成二氧化碳和鐵，化學(xué)方程式為：FexOy+yCOxFe+yCO2。5．（2023年江蘇省蘇州市中考）中國古代已掌握了銅冶煉和鑄造技術(shù)，現(xiàn)代銅冶煉廢氣、廢水需經(jīng)過處理后排放。Ⅰ、銅的冶煉與防腐(1)如圖所示一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)出現(xiàn)______（現(xiàn)象），證明反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生。(2)上述實(shí)驗(yàn)獲得的Cu中含有少量黑色的CuO。請(qǐng)補(bǔ)充完整提純銅的實(shí)驗(yàn)方案：將所得固體置于燒杯中，______，干燥。（可選用的試劑：稀、溶液、NaOH溶液，蒸餾水）(3)《周禮·考工記》中記載了鑄造各類青銅器的配方。銅和青銅的相關(guān)性質(zhì)見下表，推斷銅冶煉過程中熔入錫的作用有______銅青銅（含25%的錫）熔點(diǎn)1085℃800℃硬度3.05~6.6注：硬度以金剛石的硬度10為標(biāo)準(zhǔn)，1表示很軟，10表示很硬。(4)某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究銅銹蝕產(chǎn)生銅綠［］的條件（如圖所示），圖中銅片上最不易產(chǎn)生銅綠的是______（填序號(hào)）。A．B．C．D．Ⅱ、濕法煉銅廢水的處理(5)濕法煉銅產(chǎn)生酸性廢水，含有的、可用鐵炭混合物（鐵粉和活性炭的混合物）除去。其他條件不變，廢水pH對(duì)、去除率的影響如圖所示。①pH<3時(shí)，鐵炭混合物表面有大量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式為______。②相同pH條件下，的去除率遠(yuǎn)高于的原因可能是______。Ⅲ、工業(yè)銅冶煉廢氣的處理(6)工業(yè)上利用反應(yīng)冶煉得到Cu，冶煉產(chǎn)生的煙氣中含多種成分。經(jīng)過水洗除塵后，煙氣中部分氣體分子的百分含量（）隨溫度變化如圖所示。①圖中虛線表示或的變化，其中曲線X表示的物質(zhì)是______。②當(dāng)500℃煙氣溫度下降時(shí)，含量降低的主要原因是______（用化學(xué)方程式表示）。③溫度低于200℃時(shí)，煙氣中幾乎不存在水分子的主要原因是______?！敬鸢浮?1)黑色固體逐漸變紅(2)加入足量稀硫酸充分反應(yīng)至黑色固體完全溶解，過濾，蒸餾水洗滌濾渣2-3次(3)降低銅的熔點(diǎn)，提高銅的硬度(4)A(5)Fe能置換出Cu，但不能置換出Zn(6)溫度較低時(shí)，煙氣產(chǎn)生液態(tài)硫酸有吸水性【詳解】（1）一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，故硬質(zhì)玻璃管內(nèi)出現(xiàn)黑色固體逐漸變紅，說明反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生；（2）氧化銅能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，銅和稀硫酸不反應(yīng)，故可將所得固體置于燒杯中，加入足量稀硫酸充分反應(yīng)至黑色固體完全溶解，過濾，蒸餾水洗滌濾渣2-3次，干燥；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，青銅比銅的硬度大，熔點(diǎn)低，故銅冶煉過程中熔入錫的作用有降低銅的熔點(diǎn)，提高銅的硬度；（4）銅銹蝕產(chǎn)生銅綠，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，生成物中含Cu、C、H、O，反應(yīng)物中也應(yīng)含Cu、C、H、O，銅由銅元素組成，空氣中含碳元素的物質(zhì)是二氧化碳，空氣中含氫元素的物質(zhì)是水，氧氣也應(yīng)參與了反應(yīng)，故銅生銹的條件是銅與氧氣、二氧化碳、水接觸。A、該實(shí)驗(yàn)中，生石灰和氫氧化鈉可吸收空氣中的二氧化碳和水，該實(shí)驗(yàn)中，銅只與氧氣接觸；B、該實(shí)驗(yàn)中銅片與水接觸，但是水中可能溶有空氣中的氣體；C、該實(shí)驗(yàn)中銅片與二氧化碳、氧氣和水接觸，容易生銹；D、該實(shí)驗(yàn)中，銅片與氧氣和水接觸。由以上分析可知，銅片上最不易產(chǎn)生銅綠的是A，因?yàn)槠茐牧算~生銹的兩個(gè)條件；（5）①pH<3時(shí)，鐵炭混合物表面有大量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；②相同pH條件下，Cu2+的去除率遠(yuǎn)高于Zn2+的原因可能是：鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，能置換出銅，但是鋅比鐵活潑，鐵不能置換出Zn，故填：Fe能置換出Cu，但不能置換出Zn；（6）①由圖可知，二氧化硫和氧氣逐漸減少，而三氧化硫逐漸增多，說明二氧化硫和氧氣反應(yīng)生成了三氧化硫，即，由化學(xué)方程式可知，參加反應(yīng)的二氧化硫、氧氣與生成三氧化硫的的分子個(gè)數(shù)比為：2：1：2，結(jié)合圖中氣體分子的百分含量變化，曲線X表示的物質(zhì)