人教版九年级下册课题 3 金属资源的利用和保护课后练习题

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（进阶篇）2022-2023学年下学期初中化学人教版九年级同步分层作业8.3金属资源的利用和保护一．选择题（共4小题）1．如图为CO还原Fe2O3的微型实验装置（夹持仪器已略去），甲酸在热的浓硫酸作用下分解生成CO，利用CO还原Fe2O3。（已知：HCOOHH2O+CO↑）下列有关该实验的说法错误的是（　　）A．此装置内空间较小，空气易排尽，实验危险系数小 B．此实验装置的主要优点是尾气处理有效节能 C．该实验中CO既表现出还原性，又表现出可燃性 D．该实验中观察到的现象是红色固体变成了银白色，澄清石灰水变浑浊2．“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑，下列说法错误的是（　　）A．反应中NiO发生还原反应 B．气体产物中可能有CO C．该不锈钢中还含有铁和碳 D．该不锈钢合金的硬度小于纯铁3．用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是：Fe2O3Fe3O4FeOFe，已知铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是（　　）A．装置中漏斗的作用是防止倒吸 B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁 C．该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变 D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分可能是Fe3O4和FeO4．利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如图实验装置验证CO的有关性质。已知：HCOOHCO↑+H2O，下列说法不正确的是（　　）A．装置丙的作用是防止倒吸 B．装置丁既可检验CO2，又可收集CO C．操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加HCOOH D．随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小二．填空题（共1小题）5．化学在科技、生活和社会发展中都起到了重要的作用。（1）2021年3月全国两会期间，“碳中和”成为热词。我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇（CH3OH）的装置，有利于实现“碳中和”。①甲醇分子中C、H、O元素的质量比为 　   　。②请你说出日常生活中的一种低碳行为：　   　。（2）2021年5月22日，“祝融号”火星车成功登陆火星表面，该车的车身使用了新型铝基碳化硅复合材料。①工业上冶炼铝的化学反应方程式为 　   　。②碳化硅能与熔融的氢氧化钠发生反应：SiC+2NaOH+2O2═X+CO2+H2O，其中X的化学式为 　   　，SiC中碳元素的化合价为 　   　。三．实验题（共3小题）6．如图是用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，请回答下列问题：（1）实验中硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为　   　．（2）该实验进行过程中可以观察到硬质玻璃管中的现象为　   　．（3）实验时应该先　   　，然后再点燃酒精喷灯，其原因是　   　．（4）通入足量的一氧化碳充分反应后，玻璃管中得到的固体属于　   　（选填“纯净物”或“混合物”）．（5）证明反应产物有CO2生成的实验现象是　   　，其反应的化学方程式为　   　．（6）本实验有不完善之处，请指出并提出改进措施　   　．7．某同学用含有CO2的CO来模拟炼铁实验，并检验气体产物，他设计了如图所示的微型实验装置（夹持设备已略去）。（1）写出装置A发生反应的化学方程式：　   　。（2）写出C装置中的现象 　   　。（3）D装置的作用是 　   　。（4）有同学说，该装置有缺点，没有进行尾气处理。你同意他的观点吗？为什么？　   　。8．某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿石（主要含Fe2O3）、空气等，主要反应过程如下：请回答：（1）A的化学式　   　。（2）反应②的化学方程式为　   　。（3）反应③的化学方程式为　   　。（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定含有　   　（填化学式），滤液中一定含有的溶质是　   　（填化学式）。四．解答题（共2小题）9．金属铁是世界上年产量最高的金属，也是应用最广泛的金属。（1）某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如图所示：写出①的化学式 　   　；②的化学方程式 　   　。（2）工业上用含氧化铁80%的赤铁矿1200t为原料炼铁，得到含杂质4%的生铁。据此填写下列框图中有关物质的质量。10．我国早在春秋战国时期就开始生产和使用铁器，小乐利用如图所示装置和药品模拟早期炼铁并检验可能的产物。回答问题：【查阅资料】①铁及其氧化物的部分性质如表所示：物质性质四氧化三铁氧化亚铁氧化铁铁粉颜色黑色黑色红色黑色能否被磁铁吸引能不能不能能②PdCl2+CO+H2O＝Pd（黑色）↓+CO2+2HCl；③四氧化三铁与硫酸反应：Fe3O4+4H2SO4＝FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O。[实验现象]①澄清石灰水变浑浊，PdCl2溶液中产生黑色沉淀；②试管内粉末全部变成黑色固体。（1）澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 　   　。根据现象①可知，此反应的生成物有 　   　。（2）依据现象②，小乐又开展了如下实验： 操作现象定性实验取一定量的黑色固体，用磁铁吸引③黑色固体能全部被吸引定量实验取一定量的稀硫酸（足量）放入烧杯中，加入5.6g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量④固体完全溶解并产生大量气泡，反应后溶液增加的质量为mg通过对现象③的分析，黑色固体中一定没有 　   　（在“四氧化三铁”“氧化亚铁”和“铁”中选填）；若现象④中，m＝　   　g，则黑色固体全部是铁。（进阶篇）2022-2023学年下学期初中化学人教版九年级同步分层作业8.3金属资源的利用和保护参考答案与试题解析一．选择题（共4小题）1．如图为CO还原Fe2O3的微型实验装置（夹持仪器已略去），甲酸在热的浓硫酸作用下分解生成CO，利用CO还原Fe2O3。（已知：HCOOHH2O+CO↑）下列有关该实验的说法错误的是（　　）A．此装置内空间较小，空气易排尽，实验危险系数小 B．此实验装置的主要优点是尾气处理有效节能 C．该实验中CO既表现出还原性，又表现出可燃性 D．该实验中观察到的现象是红色固体变成了银白色，澄清石灰水变浑浊【解答】解：A、此装置内空间较小，空气容易排尽，实验危险系数小，故选项说法正确。B、此实验装置尾气中的一氧化碳燃烧产生的热量对氧化铁进行加热，充分利用了能源，此实验装置的主要优点是尾气处理有效节能，故选项说法正确。C、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，尾气中的一氧化碳燃烧生成二氧化碳，该实验中CO既表现出还原性，又表现出可燃性，故选项说法正确。D、一氧化碳具有还原性，高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，故选项说法错误。故选：D。2．“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑，下列说法错误的是（　　）A．反应中NiO发生还原反应 B．气体产物中可能有CO C．该不锈钢中还含有铁和碳 D．该不锈钢合金的硬度小于纯铁【解答】解：A．由化学方程式可知，反应中NiO失去了氧元素，发生了还原反应，选项说法正确；B．该反应的反应物是C和NiO，由质量守恒定律可知，气体产物中可能有CO，选项说法正确；C．钢是含碳量在0.03%～2%之间的铁合金，所以该不锈钢中还含有铁和碳，选项说法正确；D．由合金的性质可知，该不锈钢合金的硬度大于纯铁，选项说法错误。故选：D。3．用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是：Fe2O3Fe3O4FeOFe，已知铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是（　　）A．装置中漏斗的作用是防止倒吸 B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁 C．该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变 D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分可能是Fe3O4和FeO【解答】解：A．装置中漏斗的作用是为了处理尾气（便于收集尾气以点燃处理），选项说法错误；B．生成的四氧化三铁、氧化亚铁以及铁粉都是黑色的，所以无法通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁，选项说法错误；C．尾气中的一氧化碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，氧气中的氧元素由0价变成二氧化碳中的﹣2价，选项说法错误；D．Fe2O3中铁元素的质量分数为：＝70%；Fe3O4中铁元素的质量分数为：≈72.4%；FeO中铁元素的质量分数为：≈77.8%．因此当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分可能是Fe3O4和FeO，选项说法正确。故选：D。4．利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如图实验装置验证CO的有关性质。已知：HCOOHCO↑+H2O，下列说法不正确的是（　　）A．装置丙的作用是防止倒吸 B．装置丁既可检验CO2，又可收集CO C．操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加HCOOH D．随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小【解答】解：A、二氧化碳被吸收后，内部压强降低，容易造成倒吸，因此增加丙，防止发生倒吸，选项A正确；B、丁处澄清石灰水可与吸收二氧化碳，而一氧化碳不参与反应，又可以被收集，选项B正确；C、先点燃乙处的酒精灯，内部温度升高，一氧化碳属于易燃易爆气体，此时可能发生爆炸，需要先生成一氧化碳排出内部空气，再点燃乙处酒精灯，选项C错误；D、反应进行反应物被消耗，反应物浓度降低，反应速率变慢，产生一氧化碳速率减小，选项D正确；故选：C。二．填空题（共1小题）5．化学在科技、生活和社会发展中都起到了重要的作用。（1）2021年3月全国两会期间，“碳中和”成为热词。我国科学家研制了全球首套捕集二氧化碳合成甲醇（CH3OH）的装置，有利于实现“碳中和”。①甲醇分子中C、H、O元素的质量比为 　3：1：4　。②请你说出日常生活中的一种低碳行为：　乘坐公共交通工具（其他合理答案亦可）　。（2）2021年5月22日，“祝融号”火星车成功登陆火星表面，该车的车身使用了新型铝基碳化硅复合材料。①工业上冶炼铝的化学反应方程式为 　2Al2O34Al+3O2↑　。②碳化硅能与熔融的氢氧化钠发生反应：SiC+2NaOH+2O2═X+CO2+H2O，其中X的化学式为 　Na2SiO3　，SiC中碳元素的化合价为 　﹣4　。【解答】解：（1）①甲醇化学式为CH3OH，所以C、H、O元素的质量比＝（12×1）：（1×4）：（16×1）＝12：4：16＝3：1：4；故答案为：3：1：4。②乘坐公共交通工具，避免私家车的过多使用，可以减少化石燃料的使用，利于减少二氧化碳排放，其他合理答案也可，利于减少碳排放即可；故答案为：乘坐公共交通工具（其他合理答案亦可）。（2）①工业上利用电解氧化铝制备铝，氧化铝在通电条件下反应生成铝和氧气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑；故答案为：2Al2O34Al+3O2↑。②反应前含有1个硅原子，1个碳原子，2个钠原子，6个氧原子，2个氢原子，反应后目前有1个碳原子，3个氧原子和2个氢原子，还应有1个硅原子，2个钠原子和3个氧原子，正好组成一分子硅酸钠，所以X为Na2SiO3；碳化硅中碳元素氧化性更强，所以容易得电子，而反应中氧元素化合价由0价变为﹣2价，因此还应有元素化合价升高满足电子得失平衡，而钠、硅、氢等元素化合价未变，所以只有碳元素化合价升高，硅酸钠中硅元素化合价为+4价，所以碳化硅中碳元素化合价为﹣4价；故答案为：Na2SiO3；﹣4。三．实验题（共3小题）6．如图是用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，请回答下列问题：（1）实验中硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　．（2）该实验进行过程中可以观察到硬质玻璃管中的现象为　红色粉末变成黑色　．（3）实验时应该先　通CO排尽玻璃管中的空气　，然后再点燃酒精喷灯，其原因是　一氧化碳是可燃性气体，一氧化碳和空气混合时点燃易引起爆炸　．（4）通入足量的一氧化碳充分反应后，玻璃管中得到的固体属于　纯净物　（选填“纯净物”或“混合物”）．（5）证明反应产物有CO2生成的实验现象是　变浑浊　，其反应的化学方程式为　Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O　．（6）本实验有不完善之处，请指出并提出改进措施　将尾气点燃或进行收集处理　．【解答】解：（1）实验中硬质玻璃管中在高温下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2．（2）在高温下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验过程中，硬质玻璃管内可以观察到红色粉末变黑．（3）CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃加热氧化铁的酒精喷灯；（4）在高温下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，通入足量的一氧化碳充分反应后，玻璃管中得到的固体为单质铁，属于纯净物；（5）由于二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，常用澄清的石灰水来检验二氧化碳．所以，实验装置中澄清石灰水的作用是验证有二氧化碳生成；（6）一氧化碳有毒，排入空气会污染空气，所以要处理尾气．装置的改进措施是：将尾气点燃或进行收集处理．故答案为：（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（2）红色粉末变成黑色；（3）通CO排尽玻璃管中的空气；一氧化碳是可燃性气体，一氧化碳和空气混合时点燃易引起爆炸；（4）纯净物；（5）变浑浊，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．（6）将尾气点燃或进行收集处理．7．某同学用含有CO2的CO来模拟炼铁实验，并检验气体产物，他设计了如图所示的微型实验装置（夹持设备已略去）。（1）写出装置A发生反应的化学方程式：　CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O　。（2）写出C装置中的现象 　红色固体变为黑色　。（3）D装置的作用是 　检验一氧化碳反应后生成了二氧化碳　。（4）有同学说，该装置有缺点，没有进行尾气处理。你同意他的观点吗？为什么？　不同意，一氧化碳不溶于水，也不与氢氧化钠反应，可以排出内部氢氧化钠溶液，留在E中被收集，已进行了尾气处理　。【解答】解：（1）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；故答案为：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。（2）氧化铁为红色固体，铁为黑色固体，所以可以看到红色粉末变为黑色；故答案为：红色固体变为黑色。（3）一氧化碳反应后生成二氧化碳，利用澄清石灰水变浑浊现象，证明有二氧化碳生成；故答案为：检验一氧化碳反应后生成了二氧化碳。（4）一氧化碳不溶于水，且不与氢氧化钠反应，反应后的气体通入盛有氢氧化钠溶液的E装置中，二氧化碳被吸收，一氧化碳则留在瓶内，不会发生尾气排放的现象，因此存在尾气处理装置，装置设置合理，所以不同意上述观点；故答案为：不同意，一氧化碳不溶于水，也不与氢氧化钠反应，可以排出内部氢氧化钠溶液，留在E中被收集，已进行了尾气处理。8．某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿石（主要含Fe2O3）、空气等，主要反应过程如下：请回答：（1）A的化学式　CO2　。（2）反应②的化学方程式为　CO2+C2CO　。（3）反应③的化学方程式为　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　。（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定含有　Ag　（填化学式），滤液中一定含有的溶质是　Fe（NO3）2　（填化学式）。【解答】解：（1）焦炭的主要成分是碳，在氧气充足的条件下点燃生成二氧化碳，故填：CO2；（2）反应②是二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：C+CO22CO．故填：CO2+C 2CO；（3）反应③主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，则铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，向滤渣中滴加稀硫酸，无气泡产生，说明滤渣中一定不含有铁，一定含有银，可能含有铜；滤液中一定含有的溶质是硝酸亚铁。故答案为：Ag，Fe（NO3）2。四．解答题（共2小题）9．金属铁是世界上年产量最高的金属，也是应用最广泛的金属。（1）某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如图所示：写出①的化学式 　CO2　；②的化学方程式 　CO2+C2CO　。（2）工业上用含氧化铁80%的赤铁矿1200t为原料炼铁，得到含杂质4%的生铁。据此填写下列框图中有关物质的质量。【解答】解：（1）由反应过程如图可知，①是焦炭与过量空气在高温条件下生成的，所以①是二氧化碳，故填：CO2；②发生的反应是碳与二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，所以反应的化学方程式为：CO2+C2CO；（2）氧化铁质量：1200t×80%＝960t；设：制得纯铁的质量为X。3CO+Fe2O32Fe+3CO2        160              112        960t              X         ＝          X＝672t得到含杂质4%的生铁的质量为：672t÷（1﹣4%）＝700t；故填：氧化铁质量：960t；纯铁的质量：672t；生铁的质量：700t。故答案为：（1）CO2；CO2+C2CO；（2）960t；672t；700t。10．我国早在春秋战国时期就开始生产和使用铁器，小乐利用如图所示装置和药品模拟早期炼铁并检验可能的产物。回答问题：【查阅资料】①铁及其氧化物的部分性质如表所示：物质性质四氧化三铁氧化亚铁氧化铁铁粉颜色黑色黑色红色黑色能否被磁铁吸引能不能不能能②PdCl2+CO+H2O＝Pd（黑色）↓+CO2+2HCl；③四氧化三铁与硫酸反应：Fe3O4+4H2SO4＝FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O。[实验现象]①澄清石灰水变浑浊，PdCl2溶液中产生黑色沉淀；②试管内粉末全部变成黑色固体。（1）澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 　CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O　。根据现象①可知，此反应的生成物有 　一氧化碳　。（2）依据现象②，小乐又开展了如下实验： 操作现象定性实验取一定量的黑色固体，用磁铁吸引③黑色固体能全部被吸引定量实验取一定量的稀硫酸（足量）放入烧杯中，加入5.6g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量④固体完全溶解并产生大量气泡，反应后溶液增加的质量为mg通过对现象③的分析，黑色固体中一定没有 　氧化亚铁　（在“四氧化三铁”“氧化亚铁”和“铁”中选填）；若现象④中，m＝　5.4　g，则黑色固体全部是铁。【解答】解：（1）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，书写化学方程式注意配平及沉淀符号，所以化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；澄清石灰水变浑浊，知道有二氧化碳产生，而PdCl2溶液中产生黑色沉淀，说明一氧化碳与氯化铅反应生成了二氧化碳，也会使澄清石灰水变浑浊，所以一定确定含有一氧化碳；故答案为：PdCl2溶液中产生黑色沉淀；一氧化碳。（2）黑色固体具有磁性，所以不含有氧化亚铁；设生成氢气质量为n；Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑56                          25.6g                       n  n＝0.2g，所以增加质量＝5.6g﹣0.2g＝5.4g；   故答案为：氧化亚铁；5.4