中考化学课本重点实验深度剖析及考点精练专题08 铁的冶炼（深度剖析+考点精练）

这是一份中考化学课本重点实验深度剖析及考点精练专题08 铁的冶炼（深度剖析+考点精练），共28页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
铁的冶炼深度剖析

实验名称
铁的冶炼
冶炼方法
（1）以 C、CO、H2作还原剂冶炼金属
（2）在溶液中置换获得金属（如湿法制铜）
炼铁原料
焦碳、石灰石、铁矿石和空气。


特别提醒
焦炭的作用：（1）提供还原剂CO；（2）提高炉温.
石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
常见的铁矿石：赤铁矿（主要成分为Fe2O3）、黄铁矿（主要成分为FeS2）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）、磁铁矿（主要成分为Fe3O4），其中比较适合炼铁的铁矿石为赤铁矿和磁铁矿，因为它们含铁量高，且不含有污染空气的硫元素。

炼铁原理
利用高温条件下，焦碳与空气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。其主要原理的化学反应方程式为：
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2


炼铁设备
（高炉）



依次发生的三个反应：C+O2CO2
C+CO22CO
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
实验室模拟炼铁



实验装置

实验步骤
先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，然后点燃酒精灯加热，实验结束后，先停止加热，继续通人一氧化碳直到试管冷却到室温为止。


实验现象
反应原理
（1）玻璃管中的红色粉末逐渐变为黑色：
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（2）试管中的澄清石灰水变浑浊：
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（3）点燃尾气产生淡蓝色火焰：
2CO+O22CO2



注意事项
（1）先通入CO气体，排尽装置内的空气，防止CO与空气混合加热后，发生爆炸；
（2）实验完毕后要继续通入CO气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，又重新被氧化为氧化铁。同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸；
（3）尾气中含有CO且它有毒，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；
（4）若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。
装置作用
（1） 澄清石灰水的作用是证明反应生成了二氧化碳
（2）酒精灯的作用是燃烧未反应的CO，防止污染空气
证明产物中含有铁粉的方法
证明一氧化碳和氧化铁反应后生成了铁，可向产物中滴加盐酸，看是否有气泡冒出，也可用磁铁，看产物是否被吸引。



测量样品中氧化铁的质量分数
方法一：分别测出反应前玻璃管和矿物样品的总质量、反应后玻璃管和剩余固体总质量，根据减少的质量为氧元素的质量即可以求出氧化铁的质量及质量分数。
方法二：分别矿物样品的质量、反应前广口瓶和瓶内物质总质量、反应后广口瓶和瓶内物质总质量；根据增加的质量是二氧化碳的质量，即可求出氧化铁的质量及质量分数。由于生成的二氧化碳气体不一定能够被石灰水完全吸收，同时石灰水也可能吸收空气中的二氧化碳，所以该实验方案不能准确的测出矿物中氧化铁的质量分数。







实验拓展
1、装置的改进

优点：既防止了一氧化碳污染空气，又节约了能源
2、微型化实验
已知甲酸（HCOOH）具有挥发性，在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水。用下图微型实验装置制取CO，然后用CO还原 Fe2O3，并检验气体产物。


优点：符合绿色环保的化学理念，操作简单，节约药品，现象明显



铁的冶炼（八）考点精练

一、单选题
1．大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是（　　）
A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3）
B．炉甘石（主要成分是ZnCO3）
C．铝土矿（主要成分是Al2O3）
D．赤铜矿（主要成分是Cu2O）
2．下列有关工业炼铁的主要原料中正确的一组是（　　)。
①铁矿石；②焦炭；③一氧化碳；①石灰石；⑤空气。
A．①②⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④
3．实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验步骤有：①通一氧化碳；②给氧化铁加热；③停止加热；④通一氧化碳至试管冷却；⑤检查装置气密性。符合题意的操作顺序为（　　）
A．⑤①②④③ B．①②③④⑤
C．①③②⑤④ D．②①④⑤③
4．下列关于工业炼铁的叙述错误的是（　　）
A．炼铁的设备是高炉
B．炼铁得到的产品是生铁
C．炼铁过程中加入石灰石的目的是将矿石中二氧化硅转化为炉渣
D．炼铁原料中焦炭的主要作用：一是燃烧提供高温；二是作为还原剂还原氧化铁
5．工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程，炼铁高炉中发生的主要反应有（　　）
①C+O2CO2
②Fe2O3+3H22Fe+2H2O
③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
⑤CO2+C2CO
A．②③⑤ B．①③⑤ C．①④⑤ D．②③
6．工业上冶炼铁的反应原理为： ，下列说法正确的是（　　）
A．该反应的基本反应类型为置换反应
B．CO体现出还原性
C．冶炼铁使用的原料Fe2O3是磁铁矿的主要成分
D．工业冶炼铁所产生的尾气可直接排放
7．实验室用图装置模拟炼铁并检验反应后的气体。下列说法正确的是（　　）

A．应先加热Fe2O3再通入CO
B．气体通过乙装置后可直接排放
C．停止加热后继续通入CO，能防止乙中液体倒吸
D．甲中的现象是固体的颜色由红棕色逐渐变为银白色
8．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（　　）

A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
9．实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法不正确的是（　　）

A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁
C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成
D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
10．图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置,图乙是炼铁高炉示意图.下列叙述中正确的是(　　)

A．按图甲进行实验，看到红棕色粉末变黑时立即停止通一氧化碳
B．玻璃管中固体物质能被磁铁吸引，说明固体物质全部是铁
C．工业炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和二氧化碳。
D．炼铁高炉的出铁口低于出渣口，是因为生铁的密度较大
二、综合题
11．工业上以赤铁矿（主要成分为Fe2O3）为原料炼铁的流程如下：

请根据流程回答下列问题：
（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，其中碳元素的化合价为　 　。
（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是　 　，焦炭的作用既是提供高温，也是提供还原剂　 　（填化学式）还原氧化铁。
（3）生铁的含碳量比钢　 　（填“高”或“低”）。
（4）请你写出一种保护金属资源的具体措施：　 　。
12．如图是工业炼铁示意图，回答下列问题：

（1）炼铁厂使用的炼铁设备叫　 　；
（2）炼铁时的还原性气体的化学式为　 　；
（3）炼出的生铁含碳量一般在　 　范围内；
（4）炼铁时使用石灰石，目的是除去矿石中的(填化学式) 　 　；
（5）炼铁时，炉内的热量是来自于　 　能转化而来。
13．如图是实验室模拟工业炼铁的装置，请回答问题：

（1）装置中仪器A的名称是　 　。
（2）连接好装置后，在加入药品前应先进行的操作是　 　。
（3）为了避免装置玻璃管在加热时发生爆炸，加热前应进行的操作是　 　（填1或2）1.加热2.通一氧化碳，这样做的目的是　 　。
（4）玻璃管中观察到的现象是　 　。
（5）实验过程中，观察到澄清石灰水变浑浊，说明有　 　生成。
（6）某同学认为此实验存在不足，应加以改进。可以采取的方法是在尾气处理处加酒精灯，目的是　 　，请写出此处反应的化学方程式：　 　。
14．铁是应用最广泛的金属，通过冶炼铁矿可以得到铁。

（1）高炉是工业炼铁的主要设备（如图1）。
①高炉炼铁中，焦炭的作用是　 　（用化学方程式表示）。
②写出高炉中以赤铁矿为原料得到铁的化学方程式：　 　。
（2）实验室用氧化铁粉末模拟炼铁（如图2），并探究产物成分。
①实验中观察到硬质玻璃管内固体全部变为黑色，澄清石灰水变浑浊：实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是　 　；该装置的一个明显缺陷是　 　。
②查阅资料发现：
一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由四氧化三铁、氧化亚铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成；进一步查得三种铁的氧化物的某些性质如下表：

氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
颜色
黑色
红棕色
黑色
磁性
无
无
有
与硫酸铜溶液
不反应
与稀盐酸
反应生成可溶性物质，无气体放出
由实验中　 　的现象，确认剩余固体中已无氧化铁。
③继续探究剩余固体的组成：
步骤
实验操作
实验现象
实验结论
1
用磁铁吸引剩余固体
a
剩余固体中没有氧化亚铁
2
b
c
剩余固体中只有铁粉
15．某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题。
（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置，

（1）图1设备的名称是　 　。
（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　 　。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能　 　。
（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：　 　。
（4）（二）上图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功，请回答下列问题：
图中仪器的名称为① ② 。
（5）实验过程中的现象：A中　 　、B中　 　。
（6）该实验的操作步骤：　 　。（填序号）
a．点燃A处酒精灯 b．通入CO气体 c．停止通入CO气体 d．熄灭酒精灯。
（7）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图所示．

①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式　 　。
②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是　 　。（写出计算过程）写出氧化铁生成该物质的化学方程式为　 　。
（8）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为　 　g。
（9）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有 （填序号字母）．
A．收集一氧化碳 B．吸收二氧化碳 C．检验二氧化碳
铁的冶炼（八）考点精练解析

一、单选题
1．大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是（　　）
A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） B．炉甘石（主要成分是ZnCO3）
C．铝土矿（主要成分是Al2O3） D．赤铜矿（主要成分是Cu2O）
【答案】A
【解析】A、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）中含有铁元素，可用于炼铁，符合题意；
B、 炉甘石（主要成分是ZnCO3）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；
C、 铝土矿（主要成分是Al2O3） 中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；
D、 赤铜矿（主要成分是Cu2O）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；
故答案为：A。
【分析】炼铁是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁，矿石中必须含有铁元素。
2．下列有关工业炼铁的主要原料中正确的一组是（　　)。
①铁矿石；②焦炭；③一氧化碳；①石灰石；⑤空气。
A．①②⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④
【答案】B
【解析】工业炼铁的主要原料中：
铁矿石能够提供铁元素，是炼铁的主要原料；
焦炭在点燃条件下和空气或者氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能被焦炭还原成一氧化碳，一氧化碳能够把铁矿石中的铁还原出来；
石灰石在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和铁矿石中的杂质二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去二氧化硅；
空气能够提供氧气；
工业炼铁的主要原料包括铁矿石、焦炭、石灰石和空气．
故答案为：B。
【分析】根据工业炼铁的原理，进行分析。
3．实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验步骤有：①通一氧化碳；②给氧化铁加热；③停止加热；④通一氧化碳至试管冷却；⑤检查装置气密性。符合题意的操作顺序为（　　）
A．⑤①②④③ B．①②③④⑤
C．①③②⑤④ D．②①④⑤③
【答案】A
【解析】符合题意的操作顺序为：⑤检查装置气密性；①通一氧化碳；②给氧化铁加热；④通一氧化碳至试管冷却；③停止加热。
故答案为：A。
【分析】根据实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验步骤，进行分析。
4．下列关于工业炼铁的叙述错误的是（　　）
A．炼铁的设备是高炉
B．炼铁得到的产品是生铁
C．炼铁过程中加入石灰石的目的是将矿石中二氧化硅转化为炉渣
D．炼铁原料中焦炭的主要作用：一是燃烧提供高温；二是作为还原剂还原氧化铁
【答案】D
【解析】A、工业炼铁所用的设备是高炉，不符合题意；
B、工业炼铁的主要产物为生铁，不符合题意；
C、高炉炼铁时，加入石灰石的作用是把矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，不符合题意；
D、原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳提供还原剂，符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据炼铁设备为高炉分析；
B、根据炼铁所得产品是生铁分析；
C、根据炼铁时石灰石作用是除杂质分析；
D、根据焦炭的作用是提供热量和制取CO还原剂分析。
5．工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程，炼铁高炉中发生的主要反应有（　　）
①C+O2CO2 ②Fe2O3+3H22Fe+2H2O ③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ ⑤CO2+C2CO
A．②③⑤ B．①③⑤ C．①④⑤ D．②③
【答案】B
【解析】把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下焦炭与过量的空气生成CO2，同时放出大量热供给炼铁使用，二氧化碳高温与过量焦炭反应生成CO，一氧化碳与赤铁矿（主要成分是Fe2O3)的反应生成铁；化学方程式为：C+O2CO2；CO2+C2CO；3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2

故选B
【分析】高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分是Fe2O3)、空气等，反应原理是焦炭与过量的空气生成二氧化碳；二氧化碳高温与焦炭反应生成一氧化碳；
最后一氧化碳与赤铁矿（主要成分是Fe2O3)反应生成铁的过程．此题是对反应类型的考查，解题的关键是抓住化合反应的特征进而做出判断，此题属基础知识型考查题．
6．工业上冶炼铁的反应原理为： ，下列说法正确的是（　　）
A．该反应的基本反应类型为置换反应
B．CO体现出还原性
C．冶炼铁使用的原料Fe2O3是磁铁矿的主要成分
D．工业冶炼铁所产生的尾气可直接排放
【答案】B
【解析】A、置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，而该反应的反应物中没有单质，故不属于置换反应，故不符合题意；
B、在该反应中，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧元素，将其还原成了单质铁，表现出了还原性，故符合题意；
C、冶炼铁使用的原料Fe2O3是赤铁矿的主要成分，故不符合题意；
D、工业冶炼铁所产生的尾气含有未参加反应的一氧化碳，不可直接排放，故不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据置换反应反应物和生成物都一种单质和一种化合物分析；
B、根据CO的还原性分析；
C、根据磁铁矿成分为四氧化三铁分析；
D、根据CO的毒性分析。
7．实验室用图装置模拟炼铁并检验反应后的气体。下列说法正确的是（　　）

A．应先加热Fe2O3再通入CO
B．气体通过乙装置后可直接排放
C．停止加热后继续通入CO，能防止乙中液体倒吸
D．甲中的现象是固体的颜色由红棕色逐渐变为银白色
【答案】C
【解析】A、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，不符合题意；
B、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，气体通过乙装置后不能被除去，直接排放会污染空气，不符合题意；
C、停止加热后继续通入CO，直至玻璃管冷却，以防止生成的铁被再次氧化，同时能防止乙中液体倒吸，符合题意；
D、甲中的现象是固体的颜色由红棕色逐渐变为黑色，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】本题考查实验室炼铁的原理。实验前要先通一氧化碳排尽装置内的空气，以为一氧化碳是可燃性气体，混有空气或氧气容易发生爆炸。实验结束后要先停止加热继续通一氧化碳直到玻璃管冷却，防止生成的铁再次被氧化。因一氧化碳有毒必须进行尾气处理防止污染空气。可在石灰水后加一个酒精灯或者气囊进行收集。
8．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（　　）

A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【答案】C
【解析】A、氧化铁中铁元素化合价为+3，反应前后Fe元素的化合价由+3价变为0价，不符合题意；B、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体由红色变为黑色，不符合题意；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可以用澄清石灰水，符合题意；
D、一氧化碳不与水反应，且难溶于水，不能用水吸收CO，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、一氧化碳还原氧化铁，将铁还原；
B、注意是氧化铁被还原成单质铁；
C、检验二氧化碳用澄清石灰水；
D、根据一氧化碳的水溶性及是否与水反应来分析。
9．实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法不正确的是（　　）

A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁
C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成
D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
【答案】C
【解析】本题考查的是一氧化碳还原氧化铁
A、试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成是符合题意的，故A说法不符合题意；
B、根据题意可知该反应也可能生成四氧化三铁或氧化亚铁，它们也是黑色的，所以玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，产物不一定是铁，故B说法不符合题意；
C、反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，只能说明氧化铁被还原了，氧化铁的氧被一氧化碳夺去了一部分，不能证明一定有铁生成，故C说法符合题意；
D、尾气中可能有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以一定要进行尾气处理，故D说法不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据铁粉为黑色、二氧化碳的验证方法及ＣＯ的实验的尾气处理方法分析。
10．图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置,图乙是炼铁高炉示意图.下列叙述中正确的是(　　)

A．按图甲进行实验，看到红棕色粉末变黑时立即停止通一氧化碳
B．玻璃管中固体物质能被磁铁吸引，说明固体物质全部是铁
C．工业炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和二氧化碳。
D．炼铁高炉的出铁口低于出渣口，是因为生铁的密度较大
【答案】D
【解析】A. 按图甲进行实验，看到红棕色粉末变黑撤掉酒精喷灯，等装置冷却至室温后再停止通CO，立即停止通CO，易导致铁再次被氧化；A不符合题意
Ｂ玻璃管中固体物质能被磁铁吸引，说明固体物质中有铁；Ｂ不符合题意
C. 工业炼铁中原料焦炭燃烧生成二氧化碳并放出大量的热，二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，焦炭的作用是提供热量和还原剂CO；C不符合题意
D. 炼铁高炉的出铁口低于出渣口，是因为生铁的密度较大。D符合题意
故答案为：D
【分析】A根据热的铁易被氧化解答
B根据玻璃管中的成分解答
C根据焦炭的作用分析解答
D根据被还原出的铁高温下是液体的，铁的密度的大于炉渣
二、综合题
11．工业上以赤铁矿（主要成分为Fe2O3）为原料炼铁的流程如下：

请根据流程回答下列问题：
（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，其中碳元素的化合价为　 　。
（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是　 　，焦炭的作用既是提供高温，也是提供还原剂　 　（填化学式）还原氧化铁。
（3）生铁的含碳量比钢　 　（填“高”或“低”）。
（4）请你写出一种保护金属资源的具体措施：　 　。
【答案】（1）+4
（2）增大反应物间的接触面积；CO
（3）高
（4）回收利用
【解析】（1）碳酸钙中钙元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，设碳元素的化合价为x，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则+2+x+（-2）×3=0，x=+4，故填+4。
（2）炼铁的固体原料需经过粉碎增大了其表面积，进而增大了反应物间的接触面积，可以加快反应的速率，故填增大反应物间的接触面积；
反应中焦炭能够与空气中的氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，能够将氧化铜还原为铁，一氧化碳的化学式为CO，故填CO。
（3）生铁中的含碳量为2%~4.3%，钢中的含碳量为0.03%~2%，所以生铁中的含碳量高与钢中的含碳量，故填高。
（4）回收利用废旧金属既能够节约金属资源，也能够节约能源，故填回收利用。
【分析】（1）根据化合物中各元素的化合价代数和为零分析
（2）根据促进反应的措施进行分析
（3）根据生铁和钢中的含碳量进行分析
（4）根据回收金属资源的好处分析
12．如图是工业炼铁示意图，回答下列问题：

（1）炼铁厂使用的炼铁设备叫　 　；
（2）炼铁时的还原性气体的化学式为　 　；
（3）炼出的生铁含碳量一般在　 　范围内；
（4）炼铁时使用石灰石，目的是除去矿石中的(填化学式) 　 　；
（5）炼铁时，炉内的热量是来自于　 　能转化而来。
【答案】（1）高炉
（2）CO
（3）2%~4.3%
（4）SiO2
（5）化学
【解析】(1) 炼铁厂使用的炼铁设备叫高炉；(2)铁矿石炼铁是把铁矿石、焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，炼铁时的还原性气体的化学式为CO；(3) 炼出的生铁含碳量一般在2%~4.3%范围内；(4)石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣，炼铁时使用石灰石，目的是除去矿石中的SiO2；(5) )炼铁时，炉内的热量是来自于木炭燃烧放热，来自于化学能转化而来
【分析】（1）根据高炉炼铁的设备分析
（2）根据氧化铁和一氧化碳的还原反应分析
（3）根据生铁中的含碳量进行分析
（4）根据一氧化碳和氧气反应放热分析
13．如图是实验室模拟工业炼铁的装置，请回答问题：

（1）装置中仪器A的名称是　 　。
（2）连接好装置后，在加入药品前应先进行的操作是　 　。
（3）为了避免装置玻璃管在加热时发生爆炸，加热前应进行的操作是　 　（填1或2）1.加热2.通一氧化碳，这样做的目的是　 　。
（4）玻璃管中观察到的现象是　 　。
（5）实验过程中，观察到澄清石灰水变浑浊，说明有　 　生成。
（6）某同学认为此实验存在不足，应加以改进。可以采取的方法是在尾气处理处加酒精灯，目的是　 　，请写出此处反应的化学方程式：　 　。
【答案】（1）试管
（2）检查装置的气密性
（3）2；排除空气，以防止爆炸
（4）红色粉末逐渐变成黑色
（5）二氧化碳CO2
（6）因为一氧化碳有毒，防止扩散到空中污染空气；
【解析】（1）仪器A的名称是试管。
（2）加入药品前应先检查装置的气密性，以免装置漏气导致实验失败，浪费药品。
（3）应先通入一氧化碳，然后再加热，利用一氧化碳排除空气，以防止一氧化碳和空气混合受热，发生爆炸。故填：2，排除空气，以防止爆炸。
（4）一氧化碳和氧化铜氧化铁在高温下反应生成二氧化碳和铁，现象是红色粉末逐渐变成黑色。
（5）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，观察到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。
（6）因为一氧化碳有毒，防止扩散到空中污染空气，所以利用一氧化碳的可燃性除去一氧化碳。该反应的化学方程式是 。
【分析】（1）根据常见仪器的名称进行分析
（2）根据涉及到气体的实验，实验前要检查装置的气密性进行分析
（3）根据一氧化碳具有可燃性进行分析
（4）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行分析
（5）根据一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳进行分析
（6）根据一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳进行分析
14．铁是应用最广泛的金属，通过冶炼铁矿可以得到铁。
（1）高炉是工业炼铁的主要设备（如图1）。
①高炉炼铁中，焦炭的作用是　 　（用化学方程式表示）。
②写出高炉中以赤铁矿为原料得到铁的化学方程式：　 　。

（2）实验室用氧化铁粉末模拟炼铁（如图2），并探究产物成分。
①实验中观察到硬质玻璃管内固体全部变为黑色，澄清石灰水变浑浊：实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是　 　；该装置的一个明显缺陷是　 　。
②查阅资料发现：
一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由四氧化三铁、氧化亚铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成；进一步查得三种铁的氧化物的某些性质如下表：

氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
颜色
黑色
红棕色
黑色
磁性
无
无
有
与硫酸铜溶液
不反应
与稀盐酸
反应生成可溶性物质，无气体放出
由实验中　 　的现象，确认剩余固体中已无氧化铁。
③继续探究剩余固体的组成：
步骤
实验操作
实验现象
实验结论
1
用磁铁吸引剩余固体
a　 　
剩余固体中没有氧化亚铁
2
b　 　
c　 　
剩余固体中只有铁粉
【答案】（1）和；
（2）防止生成的铁在高温条件下再次被氧化；没有尾气处理装置；红棕色粉末完全转化为黑色；黑色固体被全部吸引；往剩余固体中加足量硝酸铜；黑色固体全部变成红色
【解析】（1）①高炉炼铁中，焦炭的作用是提高热源并且将二氧化碳转化为还原剂一氧化碳，对应的反应为碳和二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳。
故填：；
②高炉中以赤铁矿为原料得到铁的反应是氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳。
故填：
（2）①一氧化碳还原氧化铁实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是防止生成的铁在高温条件下再次被氧化；该装置因为有有毒气体一氧化碳参与实验，所以存在一个明显缺陷是没有尾气处理装置。
②因为氧化铁是红棕色的，所以实验中红棕色粉末完全转化为黑色的现象，就可以确认剩余固体中已无氧化铁。
③有实验结论：剩余固体中没有氧化亚铁，氧化亚铁没有磁性，而四氧化三铁和铁有磁性，那么用磁铁吸引，黑色固体被全部吸引。
根据实验结论：剩余固体中只有铁，验证黑色固体只有铁没有氧化亚铁和四氧化三铁的方式是：往剩余固体中加足量硝酸铜，会看到黑色固体全部变成红色。
故填：防止生成的铁在高温条件下再次被氧化；没有尾气处理装置；红棕色粉末完全转化为黑色；黑色固体被全部吸引；往剩余固体中加足量硝酸铜；黑色固体全部变成红色
【分析】（1）碳和二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳。
氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳。
（2）氧化铁是红棕色的，铁为黑色。
铁在加热条件下与氧气反应生成氧化铁。
15．某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题。
（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置，

（1）图1设备的名称是　 　。
（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　 　。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能　 　。
（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：　 　。
（4）（二）上图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功，请回答下列问题：
图中仪器的名称为① ② 。
（5）实验过程中的现象：A中　 　、B中　 　。
（6）该实验的操作步骤：　 　。（填序号）
a．点燃A处酒精灯 b．通入CO气体 c．停止通入CO气体 d．熄灭酒精灯。
（7）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图所示．

①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式　 　。
②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是　 　。（写出计算过程）写出氧化铁生成该物质的化学方程式为　 　。
（8）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为　 　g。
（9）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有 （填序号字母）．
A．收集一氧化碳 B．吸收二氧化碳 C．检验二氧化碳．
【答案】（1）高炉
（2）增大反应物接触面积，使反应更充分，加快反应速度；制取一氧化碳
（3）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
（4）硬质粗玻璃管|集气瓶
（5）A中的红棕色固体变成黑色；B中澄清的石灰水变浑浊
（6）badc
（7）Fe；Fe3O4；CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2
（8）0.2
（9）A；B；C
【解析】根据所学知识和题中信息知，（一）（1）图1设备的名称是高炉。（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是增大反应物接触面积，使反应更充分，加快反应速度。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能制取一氧化碳。（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。（二）上图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功，请回答下列问题：（4）图中仪器的名称为①硬质粗玻璃管。②集气瓶。（5）实验过程中的现象：A中的红棕色固体变成黑色，、B中澄清的石灰水变浑浊。（6）该实验的操作步骤：b．通入CO气体。a．点燃A处酒精灯。d．熄灭酒精灯。c．停止通入CO气体。（7）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式是Fe。②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是Fe3O4 。计算过程：48 g Fe2O3样品中Fe的质量为：48 g×2×56／160 = 33.6g 剩余黑色固体中氧元素的质量=46.4克-33.6克=12.8克。 黑色固体中Fe、O元素的个数比为：33.6克/56 ：12.8 克/16 =3：4∴固体B的化学式为：Fe3O4。氧化铁生成该物质的化学方程式为CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2（8）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为0.2g．（9）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有A．收集一氧化碳B．吸收二氧化碳C．检验二氧化碳．
【分析】此题综合性较强，根据炼铁原理即高温条件下用一氧化碳将铁从其氧化物中还原出来进行分析。注意模拟该实验时的操作要求及注意事项。根据化学反应前后元素的质量不变进行分析。