初中人教版课题 3 金属资源的利用和保护第1课时一课一练

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1.如图8-3-1所示的金属矿石的主要成分不属于氧化物的是( )
图8-3-1
2.[2021·湖州改编] 工业炼铁的部分反应如图8-3-2所示,则( )
O2CO2COFe
图8-3-2
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以单质形式存在
3.炼铁时加入石灰石的主要作用是( )
A.作还原剂
B.提供CO2
C.降低铁矿石的熔点
D.将矿石中的SiO2转化为炉渣
4.[2020·德州] 图8-3-3所示是实验室利用一氧化碳还原氧化铁的装置图。关于该实验,下列说法错误的是( )
图8-3-3
A.实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑
B.反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前增加
C.试管中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成
D.为了防止污染空气,该实验应增加尾气处理装置
5.工业炼铁过程中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中发生还原反应的物质是( )
A.COB.Fe2O3C.CO2D.Fe
6.[2020·河南] 如图8-3-4为CO还原Fe2O3的微型装置图,则A处V形管内的固体粉末由
色逐渐变黑;B处V形管内的溶液变浑浊,化学方程式为 ;
将尾气点燃,化学方程式为 。
图8-3-4
7.以煤为原料获得的化工产品有着广泛的用途。请回答下列问题。
(1)煤是 (填“可再生”或“不可再生”)的化石能源。
图8-3-5
(2)煤经过加工得到的焦炭广泛应用于炼铁。如图8-3-5 是高炉炼铁的示意图,据图回答:
①焦炭在炼铁过程中的主要作用是 、 。原料中石灰石的作用是 。
②铁矿石(主要成分为Fe2O3)进入高炉前要粉碎成小颗粒,其原因是 。
写出高炉内生成铁的化学方程式: 。
③图中出铁口低于出渣口,说明生铁的密度比炉渣 (填“大”或“小”)。
(3)生铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
8.人类历史发展的不同阶段有的曾以不同金属材料的使用作为标志。
图8-3-6
(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都 。
(2)在生产生活实践中,人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。
①比较两种铁矿石:磁铁矿(主要成分是Fe3O4)和菱铁矿(主要成分是FeCO3),从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”,其原因是 。
②近代工业上采用电解熔融氧化铝(Al2O3)的方法冶炼铝,Al2O3分解后得到两种单质,该反应的化学方程式为 。
9.工业上用赤铁矿石(主要成分是氧化铁)与一氧化碳在高温条件下反应冶炼生铁。现有400 t含氧化铁80%的赤铁矿石。求:
(1)该矿石中氧化铁的质量。
(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。(计算结果精确到0.1 t)
10.[2020·常州] 化学兴趣小组的同学模仿工业高炉炼铁原理,在如图8-3-7所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。
图8-3-7
(1)装置中气球的作用是 。
(2)实验开始前,需要先通一段时间CO,然后开始加热,当观察到出现澄清石灰水 的现象时,说明CO与CuO已经发生反应。
(3)为确定反应的最佳温度,兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4 h后的固体物质成分,实验结果如图8-3-8所示(该图谱可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同),据图回答下列问题。
图8-3-8
①400 ℃时,反应的固体产物中含有Cu和 。
②500 ℃时,该反应的化学方程式为 。
③用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在 ℃以上。
答案详析
1.D 2.A 3.D
4.B [解析] 一氧化碳还原氧化铁时,产生的现象是红棕色粉末变为黑色;反应前的物质是氧化铁,反应后是铁粉,固体质量会减小;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;一氧化碳有毒,需要对尾气进行处理。
5.B
6.红棕 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
2CO+O22CO2
[解析] 氧化铁是红棕色固体,实验中氧化铁被一氧化碳还原成铁粉,铁粉显黑色,所以实验中可观察到A处V形管内固体粉末由红棕色逐渐变成黑色;一氧化碳还原氧化铁时会生成二氧化碳,二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙,使溶液变浑浊,反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O;将尾气点燃可使没有参加反应的一氧化碳与空气中的氧气反应转化为无毒的二氧化碳,反应的化学方程式为2CO+O22CO2。
7.(1)不可再生
(2)①提供反应所需的热量 产生一氧化碳 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
②增大反应物的接触面积,加快反应速率,使氧化铁反应更充分 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ③大
(3)高
[解析] (1)煤在自然界中经过亿万年才能形成,短期内无法恢复,属于不可再生的化石能源。(2)①分析炼铁高炉中的反应可知,焦炭燃烧生成二氧化碳,放出大量的热,可为还原铁矿石提供热量,高温条件下,二氧化碳和碳反应生成一氧化碳气体,可用作炼铁的还原剂;原料中石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣。(3)生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,生铁的含碳量比钢高。
8.(1)不活泼
(2)①磁铁矿中铁元素的含量更高
②2Al2O34Al+3O2↑
[解析] (1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都不活泼。(2)①在Fe3O4中铁元素的质量分数为56×356×3+16×4×100%=72.4%;在FeCO3中铁元素的质量分数为5656+12+16×3×100%=48.3%。磁铁矿中铁元素的含量更高,作炼铁原料更具优势。②Al2O3在通电的条件下生成Al和O2。
9.解:(1)400 t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量为
400 t×80%=320 t。
(2)设可炼得生铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
320 t x×(1-4%)
160112=320 tx×(1-4%)
x=233.3 t
答:(1)该矿石中氧化铁的质量为320 t;(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量为233.3 t。
10.(1)收集尾气,防止污染环境
(2)变浑浊
(3)①Cu2O ②CuO+COCu+CO2 ③500
[解析] (2)当观察到出现澄清石灰水变浑浊的现象时,说明CO与CuO已经发生反应,因为加热条件下一氧化碳与氧化铜反应会生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。(3)①根据图示,400 ℃时,反应的固体产物中含有Cu和Cu2O。②根据图示,500 ℃时,固体产物中只含有Cu,则发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳。③根据图示,500 ℃以上时,固体产物只有铜,故用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在500 ℃以上。