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第6.3课 金属矿物与冶炼-九年级化学下册同步精品讲义（科粤版）
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6.3 金属矿物与冶炼知识导航知识精讲一、几种金属矿物 在地壳中，______元素和______元素的含量最多，其中铁的矿石有________、________、________和________；铝的矿石有________；铜的矿石有________和________。【答案】赤铁矿 钛铁矿 磁铁矿 黄铁矿 铝土矿 孔雀石 赤铜矿二、金属冶炼的基本原理——炼铁1.一氧化碳还原氧化铁（1）反应原理：____________________________（2）实验装置： （3）实验现象：①硬质玻璃管中的现象：____________________________________________；②澄清石灰水变__________；③尾部导管口____________________________。（4）注意事项：①先通入一氧化碳，再点燃酒精灯→目的是____________________________②反应结束后，先停止加热，冷却后再停止通入一氧化碳→目的是____________________________③一氧化碳具有可燃性和毒性，需要尾气处理【答案】3CO+Fe2O3 高温 3CO2 +2Fe 红棕色粉末逐渐变黑 浑浊 产生淡蓝色火焰 排尽装置中的空气 防止澄清石灰水倒吸入玻璃管中使试管炸裂2.工业炼铁——高炉炼铁1.原料：________、________、________2.设备：高炉3.焦炭的作用是：____________________________________；石灰石的作用是__________________。【答案】铁矿石 焦炭 石灰石 转化为一氧化碳 使铁矿石中的脉石变成炉渣除去对点训练 题型一：炼铁原理1.炼铁高炉中发生了下列反应：①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧其中属于化合反应的是A. ①和④ B. ②和③ C. ③和④ D. 只有④【答案】C【解析】化合反应是两种或两种以上的物质反应生成一种物质，其特征是：“多变一”；①高温下一氧化碳和铁矿石反应生成铁和二氧化碳不符合“多变一”的特征，不属于化合反应；②高温煅烧石灰石生成二氧化碳和氧化钙的反应不符合“多变一”的特征，符合“一变多”的分解反应特征；③灼热的焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳的反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；④焦炭充分燃烧生成二氧化碳的反应符合“多变一”的特征，属于化合反应。故选：C2.下列说法正确的是A. 生铁就是钢，因为主要成分都是铁 B. 动植物体内含有铁 C. 纯铁是很硬、很脆的金属 D. 铁的密度为7.86g/L【答案】B【解析】A、生铁和钢虽然主要成分都是铁，但它们的组成、性能、用途是不同的，不是同一种物质；故A不正确； B、动植物体内都含有铁元素；故B正确； C、纯铁很软，具有很好的延展性；故C不正确； D、铁的密度单位不规范应为7.86g/cm3.故D不正确． 故选：B 3.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 ④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。 故选：B4.“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【答案】D【解析】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，C能与CO2高温反应，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 5.工业上冶炼铁的反应原理为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，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、置换反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，而该反应的反应物是两种化合物，所以该反应不属于置换反应，故A错误； B、在该反应中，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，具有还原性，故B正确； C、冶炼铁使用的原料Fe2O3是赤铁矿的主要成分，故C错误； D、工业冶炼铁所产生的尾气中含有有毒的一氧化碳，不能直接排放到空气，以防造成空气污染，故D错误。 故选：B6.铁是目前世界上使用最多的金属。 （1）认识铁：从宏观看，铁由______组成；从微观看，铁由______构成。 （2）生活中：如图是常用的铁锅。把铁制成铁锅利用了铁的延展性和______性。 为防止铁制品锈蚀，可采用的一种防锈方法是__________________。 （3）实验室：细铁丝在氧气中燃烧的现象是_____________________，放热。该反应的化学方程式是__________________。 （4）工业上：用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是Fe2O3 )炼铁的化学方程式是____________________________________，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质：__________________。【答案】（1）铁元素；铁原子； （2）导热；保持铁制品表面洁净干燥(合理即可)； （3）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；3Fe+2O2 点燃 Fe3O4； （4）3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 还原性【解析】（1）从宏观上看，物质是由元素组成的，从微观上看，物质是由粒子构成的，铁是由铁元素组成的，是由铁原子构成的；故填：铁元素；铁原子； （2）把铁制成铁锅利用了铁的延展性和导热性；铁在与氧气、水共存时易发生锈蚀，所以为了防止铁锅生锈，在使用后要保持铁锅表面洁净、干燥；故填：导热；保持铁制品表面洁净干燥(合理即可)； （3）铁丝在氧气中能够剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体；铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，该反应的化学方程式是3Fe+2O2 点燃 Fe3O4 ；故填：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；3Fe+2O2 点燃 Fe3O4 ； （4）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式是3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2，此反应中利用了一氧化碳的还原性；故填：3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2；还原性。 提分特训1.探究铁的冶炼原理实验装置和炼铁高炉的示意图如下，下列叙述正确的是A. 甲图中实验结束时，应先停止通一氧化碳再熄灭酒精喷灯 B. 乙图中高炉炼铁的原料中焦炭的作用只是利用其燃烧提供热量 C. 乙图中为了使焦炭燃烧生成一氧化碳，只需通入少量的热空气 D. 完全反应后，甲、乙图中得到产物的区别是甲图得到的是纯净物，乙图得到的是混合物【答案】D【解析】A、一氧化碳还原氧化铁时，酒精灯要迟到早退，防止爆炸和铁被氧化的发生，多余的一氧化碳只要进行尾气处理即可，故说法错误； B、高炉炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和得到还原剂一氧化碳，故说法错误； C、乙图中要通入过量的热空气，使得焦炭充分燃烧生成二氧化碳，然后在高温的条件下，焦炭将二氧化碳还原为一氧化碳，故说法错误； D、甲图是一氧化碳还原氧化铁，能得到纯铁，乙图是炼铁高炉，得到的是生铁，属于混合物，故说法正确。 故选：D 2.我国古代文献记载中蕴含着丰富的化学知识。下列有关说法不正确的是A. “丹砂(HgS)烧之成水银”，丹砂中Hg的化合价为+2 B. “金(即铜)柔锡柔，合两柔则刚”，体现了合金硬度的特性 C. “慈(慈通磁)石能吸铁，及其于铜则不通矣”，其中的“慈石”主要成分是Fe2O3 D. “甑下、甑中各安醋一瓶，外以盐泥固济，纸糊甑缝”，其中“固济”指的是密封【答案】C【解析】A、HgS中，硫元素显-2价，由化合物中各元素正负化合价的代数和为零原则可知，汞元素显+2价，选项说法正确； B、合金的硬度一般大于成分金属，“金(即铜)柔锡柔，合两柔则刚”体现了合金硬度方面的特性，选项说法正确； C、富含氧化铁的矿石没有磁性，富含四氧化三铁的矿石有磁性，选项说法错误； D、“盐泥固济”，“固济”指的是用盐泥密封，选项说法正确。 故选：C3.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼金属锌的工艺记载：“炉甘石(注：主要成分是碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼(注：反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”。下列说法错误的是A. 煤炭中起作用的主要成分是C B. 冶炼Zn的化学方程式为：ZnCO3+2CZn+3CO↑ C. 该冶炼锌的反应属于置换反应 D. 倭铅是指金属锌和铅的混合物【答案】D【解析】A、碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，反应中碳为还原剂，即煤炭中起作用的主要成分是C，故选项说法正确； B、碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，化学方程式：ZnCO3+2CZn+3CO↑，故选项说法正确； C、该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，所以该反应属于置换反应，故选项说法正确； D、依据题意可知，倭铅是指金属锌，故选项说法错误。 故选：D 4.如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是A. 铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 B. 生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物 C. 铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀 D. 废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染【答案】B【解析】A、铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来，故正确； B、生铁是由铁和碳等元素组成的，在物质分类中属于混合物，故错误； C、铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀，故正确； D、废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染，故正确。 故选：B 5.如图是炼铁的模拟实验，该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2下列有关说法错误的是A. 该实验可以观察到红色粉末变黑 B. 该反应中氧化铁显氧化性 C. 氧化铁与一氧化碳的反应须在没有氧气的环境中进行 D. 待氧化铁反应完毕之后，先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳【答案】D【解析】A、一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，可以观察到红色粉末变黑，故选项说法正确； B、该反应中氧化铁失去氧，是氧化剂，具有氧化性，故选项说法正确； C、一氧化碳具有可燃性，与氧气混合温度达到着火点可能发生爆炸，则氧化铁与一氧化碳的反应须在没有氧气的环境中进行，故选项说法正确； D、实验结束后如果先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳，会使未反应的一氧化碳散逸到空气中，造成空气污染，正确的做法是最后熄灭酒精灯，故选项说法错误。 故选：D6.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁样品(含少量杂质)的反应来探究炼铁的原理，装置如图所示。请回答有关问题： （1）实验进行一段时间后，玻璃管中出现的主要现象为 。A、B装置中反应的化学方程式分别为 、 。 （2）CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是： ①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸; ② ; ③将A装置中的CO2送入B装置的溶液中。 （3）若将B装置改成C虚线框内装置，还起到的作用是 。 （4）若反应过程中装置A中固体质量的变化情况如图所示，则所取氧化铁样品中主要成分Fe2O3的质量为 g。【答案】（1）红棕色固体变为黑色；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O； （2）防止A中生成物被氧化(或防止B中的溶液倒吸入A中炸裂玻璃管) ； （3）收集未反应的一氧化碳； （4）8【解析】（1）玻璃管中出现的主要现象是红棕色固体变为黑色;A装置中一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳;B装置中二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水。 （2）实验结束后，先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通入一氧化碳，防止A中生成物被氧化，同时可防止B中的溶液倒吸入A中而炸裂玻璃管。 （3）若将B装置改成C虚线框内装置，还可以收集未反应的一氧化碳，防止造成空气污染。 （4）Fe2O3的质量为(13.6g-11.2g)÷48160= 8 g。7.某校实验室有一瓶久置的铁屑，其成分是铁、氧化铁和水。为测定其中各成分的质量分数，某兴趣小组按如图所示装置进行实验(装置气密性良好;固定装置已略去;氮气不与铁屑中的成分反应;碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，可以吸收水和二氧化碳)。 部分实验步骤如下： Ⅰ.称量硬质玻璃管的质量。将样品放入硬质玻璃管中，称量硬质玻璃管和样品的质量。 Ⅱ.连接好装置。缓缓通入N2，点燃甲处的酒精喷灯，待硬质玻璃管中固体恒重，记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。 Ⅲ.再次连接好装置，继续实验。通入CO，点燃丙处的酒精灯和甲处的酒精喷灯。待硬质玻璃管中固体恒重，熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至硬质玻璃管冷却。再次记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。 实验数据记录如下表：试回答下列问题：（1）步骤Ⅲ丙处酒精灯的作用是 。 （2）步骤Ⅲ硬质玻璃管中反应的化学方程式为 。 （3）样品中氧化铁的质量分数为 (用m1、m2、m3、m4的代数式表示)。若步骤Ⅲ中氧化铁没有完全反应，样品中水的质量分数的测量结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 （4）有关样品，下列说法正确的是 (填字母)。 A.样品中氢元素的质量为19(m2-m3) B.样品中铁单质和氧化铁的质量总和为m3-m1 C.样品中铁单质的质量为m4-m1 D.样品中氧元素的质量为m3-m4【答案】（1）处理CO尾气 （2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （3）10(m3-m4)3(m2-m1)×100%；不变 （4）AB【解析】（1）略 （2）略 （3）步骤Ⅲ中充分反应后硬质玻璃管和样品减少的质量为氧化铁中氧元素的质量，则氧化铁的质量为m3-m416×3160×100％=103(m3-m4)，样品的质量为m2-m1，则样品中氧化铁的质量分数为10(m3-m4)3(m2-m1)×100%；(m2-m3)为样品中水的质量，与氧化铁的反应程度没有关系，故测定结果不变。 （4）样品中氢元素的质量即为水中氢元素的质量，故氢元素的质量为19(m2-m3)，故A正确；步骤Ⅱ中的剩余固体为铁和氧化铁，则铁和氧化铁的质量为(m3-m1)，故B正确；(m4-m1)为样品中铁单质的质量与氧化铁被还原后生成的铁单质的质量和，故C错误；(m3-m4)为氧化铁中氧元素的质量，样品中氧元素的质量还应包括水中氧元素的质量，故D错误。 提分作业1.用“W”型管进行微型实验，如图所示，下列说法错误的是A. a处红棕色粉末变为黑色 B. a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热 C. b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成 D. 可利用点燃的方法进行尾气处理【答案】B【解析】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，a处红棕色粉末变为黑色，故选项说法正确； B、a处实验结束时先停止加热，后停止通入CO，直至玻璃管冷却，以防止生成的铁再次被氧化，故选项说法错误； C、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，b处澄清石灰水变浑浊，证明有CO2生成，故选项说法正确； D、一氧化碳具有毒性，能污染环境，为防止污染空气，尾气不经处理不能直接排放，一氧化碳具有可燃性，可利用点燃的方法进行尾气处理，故选项说法正确。 故选：B 2.如图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【答案】B【解析】A、一氧化碳具有还原性，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，故选项说法正确。 B、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，氧化铁失去了氧，反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前减少，故选项说法错误。 C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，故选项说法正确。 D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集，故选项说法正确。 故选：B3.根据实验装置图，以下说法中正确的是A. a处固体由黑色逐渐变为红棕色 B. 该实验可验证CO的氧化性 C. 实验结束后应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO D. 在整个实验过程中，c处的尾气可不做处理直接排放到空气中【答案】C【解析】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，a处固体由红棕色逐渐变为黑色，故选项说法错误。 B、该实验可验证CO的还原性，故选项说法错误。 C、实验结束后应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO，以防止生成的铁再次被氧化，故选项说法正确。 D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，c处的尾气不能直接排放到空气中，故选项说法错误。 故选：C 4.钛(Ti)被称为“航空金属”。工业上由钛铁矿(主要成份是钛酸亚铁FeTiO3)制钛的一种流程如图，下列说法正确的是A. 钛酸亚铁中Ti元素的化合价是+3 B. “氯化”过程中加入焦炭的目的是为了产生CO进行后续反应 C. 由TiCl4→Ti的反应是分解反应 D. 把钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链对环保有好处【答案】D【解析】A、在FeTiO3中，因化合物中元素化合价的代数和为0，所以钛的化合价为0-(+2)-(-2)×3=+4，故错误； B、“氯化”过程中加入焦炭的目的是为了产生四氯化钛，CO是产生的尾气，故错误； C、TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti和氯化镁，该反应属于置换反应，故错误； D、将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是各种物质可以充分得到利用，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境，故正确。 故选：D5.在评定铁矿石的品位和质量时，除了看这种铁矿石里的含铁量外，还要看它的脉石（SiO2）成分和有害杂质（硫、磷）的含量的多少。下列铁矿石一般不作为炼铁矿石的是A. 赤铁矿(Fe2O3) B. 磁铁矿(Fe3O4) C. 硫铁矿(FeS2) D. 菱铁矿(FeCO3)【答案】C【解析】A、赤铁矿(Fe2O3)可用于炼铁，故选项错误。 B、磁铁矿(Fe3O4)可用于炼铁，故选项错误。 C、硫铁矿(FeS2)不适宜用来炼铁，是因为硫铁矿中含有硫元素，在冶炼过程中会产生污染空气的二氧化硫，污染环境，故选项正确。 D、菱铁矿(FeCO3)可用于炼铁，故选项错误。 故选：C6.金属钛(Ti)抗腐蚀性能好，露置于空气中数年，仍光亮如初．以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产金属钛的主要步骤有：①在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入氯气(Cl2)，得到TiCl4和一种可燃性气体；②在稀有气体环境和加热条件下，用Mg和TiCl4反应得到Ti和MgCl2.下列说法错误的是A. ①中的反应为TiO2+C+2Cl2 TiCl4+CO2 B. ②中的稀有气体的作用是隔绝空气 C. ②中发生的反应为置换反应 D. 金属钛在常温下不易与 O2 反应【答案】A【解析】A、金红石与焦炭的混合物中通入Cl2，得到TiCl4和一种可燃气体，可知反应物是二氧化钛和焦炭、氯气，产物是四氯化钛和一氧化碳，而不是二氧化碳，故A说法错误； B、稀有气体化学性质稳定，不会参与化学反应，常做保护气，用来隔绝空气，故B说法正确； C、Mg和TiCl4 反应得到Ti和MgCl2，反应物和生成物分别是单质和化合物，故属于置换反应，故C说法正确； D、金属钛(Ti)抗腐蚀性能好，露置于空气中数年，仍光亮如初，说明金属钛在常温下不与O2反应，故D说法正确。 故选：A 7.工业上是用氨气还原氧化铜制取铜的。某校化学兴趣小组为探究该反应能否进行并验证其生成物，查阅了大量资料并设计了一系列实验． 查阅到的信息： （1）氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，不易燃，密度比空气小，极易溶于水，氨水显碱性．实验室常用加热氯化铵晶体和熟石灰固体混合物的方法制取氨气，同时生成氯化钙和水． （2）氨气还原氧化铜制取铜的反应原理：2NH3+3CuO △ 3Cu+N2+3H2O 某小组设计了如下实验装置并进行实验： 试回答： （1）写出装置A中试管内发生反应的化学方程式： ________________ ； （2）装置B所起的作用是 _________________________ ； （3）装置C中可观察到的实验现象是 ____________________ ； （5）你认为该小组的实验设计还存在着哪些不足？ ____________________ ．【答案】（1）Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑； （2）干燥氨气；（3）黑色粉末变成红色；（4）尾气没有处理【解析】（1）氯化铵和熟石灰发生反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑； （2）A装置生成的氨气中含有水蒸气，因此装置B所起的作用是干燥氨气； （3）反应后生成铜，故装置C中可观察到的实验现象是黑色粉末变成红色； （4）氨气没有全部反应掉，因此要进行尾气处理。 故答案为：（1）Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑； （2）干燥氨气；（3）黑色粉末变成红色；（4）尾气没有处理。 8.人类文明进步与金属材料的发展关系密切，我们祖先很早就掌握了金属冶炼工艺。 （1）组装如图1装置进行实验，取用木炭粉和氧化铜粉末的仪器是________________；写出大试管中反应的化学方程式 _____________________，此反应类型属于__________。写出B装置中发生反应的化学方程式________________________。 （2）以下两组实验装置有所不同，但原料和反应原理相同。氧化铁粉末呈______色，写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式 ______________________。 以下实验结论，你认为不正确的是 ________(填写序号)。 ①玻璃管中固体物质减少的质量等于参加反应的氧化铁中氧元素的质量 ②根据澄清石灰水增加的质量，可以计算出一氧化碳消耗的质量 ③反应过程中铁元素在固体中的质量分数逐渐增大 ④装置中尾气处理的目的是防止一氧化碳污染空气【答案】药匙 2CuO+C- △ 2Cu+CO2↑ 置换反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 红棕 3CO+Fe2O3- 高温 2Fe+3CO2 ②③【解析】(1)取用木炭粉和氧化铜粉末的仪器是药匙，在加热的条件下，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳气体，化学方程式为2CuO+C- △ 2Cu+CO2↑，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；故答案为：药匙；2CuO+C- △ 2Cu+CO2↑；置换反应；CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O； (2)氧化铁粉末呈红棕色，在高温的条件下，氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O3- 高温 2Fe+3CO2；故答案为：红棕；3CO+Fe2O3- 高温 2Fe+3CO2； ①由化学反应的原理可知，玻璃管中固体物质减少的质量等于参加反应的氧化铁中氧元素的质量，说法正确； ②根据澄清石灰水增加的质量，可以计算出参加反应的一氧化碳的质量，因为该实验中，需要先通入一氧化碳，反应结束后还需要继续通入一氧化碳直到装置冷却，所以无法计算处消耗的一氧化碳的质量，说法错误； ③因为在反应过程中，氧化铁被逐渐还原为铁，此过程中，铁元素的质量不变，而固体的质量逐渐减少直到完全反应，因此反应过程中铁元素在固体中的质量分数逐渐增大，直到完全反应后不再改变，说法错误； ④一氧化碳是一种有毒气体，装置中尾气处理的目的是防止一氧化碳污染空气，说法正确。 故选：②③。 9.（1）三位同学用如图所示装置做一氧化碳还原氧化铁的实验。当观察到A中出现实验现象__________________________，B中澄清石灰水变浑浊，发生化学反应方程式为 ________________________；停止加热，继续通一氧化碳至冷却到室温，再停止通气；其目的是__________________；C装置的作用是 __________________。 （2）【反思交流】小明认为：依据上述A中实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。小红认为：仅依据上述实验现象，不足以证明生成的黑色固体为金属铁，她增加了一个实验--用磁铁靠近生成的黑色固体，看到黑色固体被磁铁吸引。于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。小光通过查阅有关资料得知： a.一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应：3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2。 b.四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引。 ①一氧化碳与氧化铁在高温条件下，可发生如下反应：______________________。 ②四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引。因此，小光认为小明和小红的结论都不能成立，你是否同意他的说法，并请具体说明理由？____________。 ③小光欲通过实验检验生成的黑色固体是否含有金属铁。请你帮他设计实验并填写下表。 ④除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是 __________________，将该试剂与黑色固体混合，通过观察____________，判断黑色固体中是否含金属铁。【答案】红色固体变为黑色 3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 防止A中铁被氧化，B澄清石灰水倒吸进入A中，造成试管炸裂 处理未反应的一氧化碳，避免造成污染 3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2 不同意，四氧化三铁同样为黑色固体，且具有磁性 取部分黑色固体加入试管中，加入足量稀硫酸 有气泡产生 硫酸铜溶液 由红色固体析出【解析】（1）氧化铁与一氧化碳反应完毕后生成铁，氧化铁为红色，铁为黑色，所以看到红色固体变为黑色；A中一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，B中二氧化碳与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3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；反应后生成了铁，铁若遇到氧气在高温条件下会被氧化，同时若停止加热，此时温度降低，内部压强减小，B中的澄清石灰水会被倒吸入A中，造成试管遇冷炸裂；一氧化碳不能全部反应，直接排空会造成污染，因此增加酒精灯，处理未反应的一氧化碳； 故答案为：红色固体变为黑色；3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；防止A中铁被氧化，B澄清石灰水倒吸进入A中，造成试管炸裂；处理未反应的一氧化碳，避免造成污染。 （2）①一氧化碳与氧化铁会在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，根据题目信息可知，一氧化碳与氧化铁在加热条件下反应生成四氧化三铁和二氧化碳，所以会发生两个反应，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2； 故答案为：3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2。 ②根据题目信息可知四氧化三铁具有磁性，也是黑色固体，因此单独从外观和是否具有磁性无法区分铁与四氧化三铁； 故答案为：不同意，四氧化三铁同样为黑色固体，且具有磁性。 ③实验结论含有铁，铁可与酸反应生成氢气，因此可以取固体加入试管，加入稀硫酸，看到有气泡产生证明含有铁； 故答案为：取部分黑色固体加入试管中，加入足量稀硫酸；有气泡产生。 ④铁可与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铜为红色固体，因此固体加入硫酸铜溶液，看到红色固体析出，说明含有铁； 故答案为：硫酸铜溶液；由红色固体析出。 所称物质硬质玻璃管硬质玻璃管和样品步骤Ⅱ硬质玻璃管和剩余固体步骤Ⅲ硬质玻璃管和剩余固体质量m1m2m3m4实验步骤实验现象实验结论________________ __________________ 含有金属铁
6.3 金属矿物与冶炼知识导航知识精讲一、几种金属矿物 在地壳中，______元素和______元素的含量最多，其中铁的矿石有________、________、________和________；铝的矿石有________；铜的矿石有________和________。【答案】赤铁矿 钛铁矿 磁铁矿 黄铁矿 铝土矿 孔雀石 赤铜矿二、金属冶炼的基本原理——炼铁1.一氧化碳还原氧化铁（1）反应原理：____________________________（2）实验装置： （3）实验现象：①硬质玻璃管中的现象：____________________________________________；②澄清石灰水变__________；③尾部导管口____________________________。（4）注意事项：①先通入一氧化碳，再点燃酒精灯→目的是____________________________②反应结束后，先停止加热，冷却后再停止通入一氧化碳→目的是____________________________③一氧化碳具有可燃性和毒性，需要尾气处理【答案】3CO+Fe2O3 高温 3CO2 +2Fe 红棕色粉末逐渐变黑 浑浊 产生淡蓝色火焰 排尽装置中的空气 防止澄清石灰水倒吸入玻璃管中使试管炸裂2.工业炼铁——高炉炼铁1.原料：________、________、________2.设备：高炉3.焦炭的作用是：____________________________________；石灰石的作用是__________________。【答案】铁矿石 焦炭 石灰石 转化为一氧化碳 使铁矿石中的脉石变成炉渣除去对点训练 题型一：炼铁原理1.炼铁高炉中发生了下列反应：①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧其中属于化合反应的是A. ①和④ B. ②和③ C. ③和④ D. 只有④【答案】C【解析】化合反应是两种或两种以上的物质反应生成一种物质，其特征是：“多变一”；①高温下一氧化碳和铁矿石反应生成铁和二氧化碳不符合“多变一”的特征，不属于化合反应；②高温煅烧石灰石生成二氧化碳和氧化钙的反应不符合“多变一”的特征，符合“一变多”的分解反应特征；③灼热的焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳的反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；④焦炭充分燃烧生成二氧化碳的反应符合“多变一”的特征，属于化合反应。故选：C2.下列说法正确的是A. 生铁就是钢，因为主要成分都是铁 B. 动植物体内含有铁 C. 纯铁是很硬、很脆的金属 D. 铁的密度为7.86g/L【答案】B【解析】A、生铁和钢虽然主要成分都是铁，但它们的组成、性能、用途是不同的，不是同一种物质；故A不正确； B、动植物体内都含有铁元素；故B正确； C、纯铁很软，具有很好的延展性；故C不正确； D、铁的密度单位不规范应为7.86g/cm3.故D不正确． 故选：B 3.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 ④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。 故选：B4.“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【答案】D【解析】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，C能与CO2高温反应，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 5.工业上冶炼铁的反应原理为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，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、置换反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，而该反应的反应物是两种化合物，所以该反应不属于置换反应，故A错误； B、在该反应中，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，具有还原性，故B正确； C、冶炼铁使用的原料Fe2O3是赤铁矿的主要成分，故C错误； D、工业冶炼铁所产生的尾气中含有有毒的一氧化碳，不能直接排放到空气，以防造成空气污染，故D错误。 故选：B6.铁是目前世界上使用最多的金属。 （1）认识铁：从宏观看，铁由______组成；从微观看，铁由______构成。 （2）生活中：如图是常用的铁锅。把铁制成铁锅利用了铁的延展性和______性。 为防止铁制品锈蚀，可采用的一种防锈方法是__________________。 （3）实验室：细铁丝在氧气中燃烧的现象是_____________________，放热。该反应的化学方程式是__________________。 （4）工业上：用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是Fe2O3 )炼铁的化学方程式是____________________________________，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质：__________________。【答案】（1）铁元素；铁原子； （2）导热；保持铁制品表面洁净干燥(合理即可)； （3）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；3Fe+2O2 点燃 Fe3O4； （4）3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 还原性【解析】（1）从宏观上看，物质是由元素组成的，从微观上看，物质是由粒子构成的，铁是由铁元素组成的，是由铁原子构成的；故填：铁元素；铁原子； （2）把铁制成铁锅利用了铁的延展性和导热性；铁在与氧气、水共存时易发生锈蚀，所以为了防止铁锅生锈，在使用后要保持铁锅表面洁净、干燥；故填：导热；保持铁制品表面洁净干燥(合理即可)； （3）铁丝在氧气中能够剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体；铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，该反应的化学方程式是3Fe+2O2 点燃 Fe3O4 ；故填：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；3Fe+2O2 点燃 Fe3O4 ； （4）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式是3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2，此反应中利用了一氧化碳的还原性；故填：3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2；还原性。 提分特训1.探究铁的冶炼原理实验装置和炼铁高炉的示意图如下，下列叙述正确的是A. 甲图中实验结束时，应先停止通一氧化碳再熄灭酒精喷灯 B. 乙图中高炉炼铁的原料中焦炭的作用只是利用其燃烧提供热量 C. 乙图中为了使焦炭燃烧生成一氧化碳，只需通入少量的热空气 D. 完全反应后，甲、乙图中得到产物的区别是甲图得到的是纯净物，乙图得到的是混合物【答案】D【解析】A、一氧化碳还原氧化铁时，酒精灯要迟到早退，防止爆炸和铁被氧化的发生，多余的一氧化碳只要进行尾气处理即可，故说法错误； B、高炉炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和得到还原剂一氧化碳，故说法错误； C、乙图中要通入过量的热空气，使得焦炭充分燃烧生成二氧化碳，然后在高温的条件下，焦炭将二氧化碳还原为一氧化碳，故说法错误； D、甲图是一氧化碳还原氧化铁，能得到纯铁，乙图是炼铁高炉，得到的是生铁，属于混合物，故说法正确。 故选：D 2.我国古代文献记载中蕴含着丰富的化学知识。下列有关说法不正确的是A. “丹砂(HgS)烧之成水银”，丹砂中Hg的化合价为+2 B. “金(即铜)柔锡柔，合两柔则刚”，体现了合金硬度的特性 C. “慈(慈通磁)石能吸铁，及其于铜则不通矣”，其中的“慈石”主要成分是Fe2O3 D. “甑下、甑中各安醋一瓶，外以盐泥固济，纸糊甑缝”，其中“固济”指的是密封【答案】C【解析】A、HgS中，硫元素显-2价，由化合物中各元素正负化合价的代数和为零原则可知，汞元素显+2价，选项说法正确； B、合金的硬度一般大于成分金属，“金(即铜)柔锡柔，合两柔则刚”体现了合金硬度方面的特性，选项说法正确； C、富含氧化铁的矿石没有磁性，富含四氧化三铁的矿石有磁性，选项说法错误； D、“盐泥固济”，“固济”指的是用盐泥密封，选项说法正确。 故选：C3.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼金属锌的工艺记载：“炉甘石(注：主要成分是碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼(注：反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”。下列说法错误的是A. 煤炭中起作用的主要成分是C B. 冶炼Zn的化学方程式为：ZnCO3+2CZn+3CO↑ C. 该冶炼锌的反应属于置换反应 D. 倭铅是指金属锌和铅的混合物【答案】D【解析】A、碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，反应中碳为还原剂，即煤炭中起作用的主要成分是C，故选项说法正确； B、碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，化学方程式：ZnCO3+2CZn+3CO↑，故选项说法正确； C、该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，所以该反应属于置换反应，故选项说法正确； D、依据题意可知，倭铅是指金属锌，故选项说法错误。 故选：D 4.如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是A. 铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 B. 生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物 C. 铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀 D. 废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染【答案】B【解析】A、铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来，故正确； B、生铁是由铁和碳等元素组成的，在物质分类中属于混合物，故错误； C、铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀，故正确； D、废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染，故正确。 故选：B 5.如图是炼铁的模拟实验，该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2下列有关说法错误的是A. 该实验可以观察到红色粉末变黑 B. 该反应中氧化铁显氧化性 C. 氧化铁与一氧化碳的反应须在没有氧气的环境中进行 D. 待氧化铁反应完毕之后，先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳【答案】D【解析】A、一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，可以观察到红色粉末变黑，故选项说法正确； B、该反应中氧化铁失去氧，是氧化剂，具有氧化性，故选项说法正确； C、一氧化碳具有可燃性，与氧气混合温度达到着火点可能发生爆炸，则氧化铁与一氧化碳的反应须在没有氧气的环境中进行，故选项说法正确； D、实验结束后如果先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳，会使未反应的一氧化碳散逸到空气中，造成空气污染，正确的做法是最后熄灭酒精灯，故选项说法错误。 故选：D6.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁样品(含少量杂质)的反应来探究炼铁的原理，装置如图所示。请回答有关问题： （1）实验进行一段时间后，玻璃管中出现的主要现象为 。A、B装置中反应的化学方程式分别为 、 。 （2）CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是： ①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸; ② ; ③将A装置中的CO2送入B装置的溶液中。 （3）若将B装置改成C虚线框内装置，还起到的作用是 。 （4）若反应过程中装置A中固体质量的变化情况如图所示，则所取氧化铁样品中主要成分Fe2O3的质量为 g。【答案】（1）红棕色固体变为黑色；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O； （2）防止A中生成物被氧化(或防止B中的溶液倒吸入A中炸裂玻璃管) ； （3）收集未反应的一氧化碳； （4）8【解析】（1）玻璃管中出现的主要现象是红棕色固体变为黑色;A装置中一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳;B装置中二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水。 （2）实验结束后，先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通入一氧化碳，防止A中生成物被氧化，同时可防止B中的溶液倒吸入A中而炸裂玻璃管。 （3）若将B装置改成C虚线框内装置，还可以收集未反应的一氧化碳，防止造成空气污染。 （4）Fe2O3的质量为(13.6g-11.2g)÷48160= 8 g。7.某校实验室有一瓶久置的铁屑，其成分是铁、氧化铁和水。为测定其中各成分的质量分数，某兴趣小组按如图所示装置进行实验(装置气密性良好;固定装置已略去;氮气不与铁屑中的成分反应;碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，可以吸收水和二氧化碳)。 部分实验步骤如下： Ⅰ.称量硬质玻璃管的质量。将样品放入硬质玻璃管中，称量硬质玻璃管和样品的质量。 Ⅱ.连接好装置。缓缓通入N2，点燃甲处的酒精喷灯，待硬质玻璃管中固体恒重，记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。 Ⅲ.再次连接好装置，继续实验。通入CO，点燃丙处的酒精灯和甲处的酒精喷灯。待硬质玻璃管中固体恒重，熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至硬质玻璃管冷却。再次记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。 实验数据记录如下表：试回答下列问题：（1）步骤Ⅲ丙处酒精灯的作用是 。 （2）步骤Ⅲ硬质玻璃管中反应的化学方程式为 。 （3）样品中氧化铁的质量分数为 (用m1、m2、m3、m4的代数式表示)。若步骤Ⅲ中氧化铁没有完全反应，样品中水的质量分数的测量结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 （4）有关样品，下列说法正确的是 (填字母)。 A.样品中氢元素的质量为19(m2-m3) B.样品中铁单质和氧化铁的质量总和为m3-m1 C.样品中铁单质的质量为m4-m1 D.样品中氧元素的质量为m3-m4【答案】（1）处理CO尾气 （2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （3）10(m3-m4)3(m2-m1)×100%；不变 （4）AB【解析】（1）略 （2）略 （3）步骤Ⅲ中充分反应后硬质玻璃管和样品减少的质量为氧化铁中氧元素的质量，则氧化铁的质量为m3-m416×3160×100％=103(m3-m4)，样品的质量为m2-m1，则样品中氧化铁的质量分数为10(m3-m4)3(m2-m1)×100%；(m2-m3)为样品中水的质量，与氧化铁的反应程度没有关系，故测定结果不变。 （4）样品中氢元素的质量即为水中氢元素的质量，故氢元素的质量为19(m2-m3)，故A正确；步骤Ⅱ中的剩余固体为铁和氧化铁，则铁和氧化铁的质量为(m3-m1)，故B正确；(m4-m1)为样品中铁单质的质量与氧化铁被还原后生成的铁单质的质量和，故C错误；(m3-m4)为氧化铁中氧元素的质量，样品中氧元素的质量还应包括水中氧元素的质量，故D错误。 提分作业1.用“W”型管进行微型实验，如图所示，下列说法错误的是A. a处红棕色粉末变为黑色 B. a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热 C. b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成 D. 可利用点燃的方法进行尾气处理【答案】B【解析】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，a处红棕色粉末变为黑色，故选项说法正确； B、a处实验结束时先停止加热，后停止通入CO，直至玻璃管冷却，以防止生成的铁再次被氧化，故选项说法错误； C、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，b处澄清石灰水变浑浊，证明有CO2生成，故选项说法正确； D、一氧化碳具有毒性，能污染环境，为防止污染空气，尾气不经处理不能直接排放，一氧化碳具有可燃性，可利用点燃的方法进行尾气处理，故选项说法正确。 故选：B 2.如图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【答案】B【解析】A、一氧化碳具有还原性，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，故选项说法正确。 B、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，氧化铁失去了氧，反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前减少，故选项说法错误。 C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，故选项说法正确。 D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集，故选项说法正确。 故选：B3.根据实验装置图，以下说法中正确的是A. a处固体由黑色逐渐变为红棕色 B. 该实验可验证CO的氧化性 C. 实验结束后应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO D. 在整个实验过程中，c处的尾气可不做处理直接排放到空气中【答案】C【解析】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，a处固体由红棕色逐渐变为黑色，故选项说法错误。 B、该实验可验证CO的还原性，故选项说法错误。 C、实验结束后应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO，以防止生成的铁再次被氧化，故选项说法正确。 D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，c处的尾气不能直接排放到空气中，故选项说法错误。 故选：C 4.钛(Ti)被称为“航空金属”。工业上由钛铁矿(主要成份是钛酸亚铁FeTiO3)制钛的一种流程如图，下列说法正确的是A. 钛酸亚铁中Ti元素的化合价是+3 B. “氯化”过程中加入焦炭的目的是为了产生CO进行后续反应 C. 由TiCl4→Ti的反应是分解反应 D. 把钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链对环保有好处【答案】D【解析】A、在FeTiO3中，因化合物中元素化合价的代数和为0，所以钛的化合价为0-(+2)-(-2)×3=+4，故错误； B、“氯化”过程中加入焦炭的目的是为了产生四氯化钛，CO是产生的尾气，故错误； C、TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti和氯化镁，该反应属于置换反应，故错误； D、将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是各种物质可以充分得到利用，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境，故正确。 故选：D5.在评定铁矿石的品位和质量时，除了看这种铁矿石里的含铁量外，还要看它的脉石（SiO2）成分和有害杂质（硫、磷）的含量的多少。下列铁矿石一般不作为炼铁矿石的是A. 赤铁矿(Fe2O3) B. 磁铁矿(Fe3O4) C. 硫铁矿(FeS2) D. 菱铁矿(FeCO3)【答案】C【解析】A、赤铁矿(Fe2O3)可用于炼铁，故选项错误。 B、磁铁矿(Fe3O4)可用于炼铁，故选项错误。 C、硫铁矿(FeS2)不适宜用来炼铁，是因为硫铁矿中含有硫元素，在冶炼过程中会产生污染空气的二氧化硫，污染环境，故选项正确。 D、菱铁矿(FeCO3)可用于炼铁，故选项错误。 故选：C6.金属钛(Ti)抗腐蚀性能好，露置于空气中数年，仍光亮如初．以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产金属钛的主要步骤有：①在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入氯气(Cl2)，得到TiCl4和一种可燃性气体；②在稀有气体环境和加热条件下，用Mg和TiCl4反应得到Ti和MgCl2.下列说法错误的是A. ①中的反应为TiO2+C+2Cl2 TiCl4+CO2 B. ②中的稀有气体的作用是隔绝空气 C. ②中发生的反应为置换反应 D. 金属钛在常温下不易与 O2 反应【答案】A【解析】A、金红石与焦炭的混合物中通入Cl2，得到TiCl4和一种可燃气体，可知反应物是二氧化钛和焦炭、氯气，产物是四氯化钛和一氧化碳，而不是二氧化碳，故A说法错误； B、稀有气体化学性质稳定，不会参与化学反应，常做保护气，用来隔绝空气，故B说法正确； C、Mg和TiCl4 反应得到Ti和MgCl2，反应物和生成物分别是单质和化合物，故属于置换反应，故C说法正确； D、金属钛(Ti)抗腐蚀性能好，露置于空气中数年，仍光亮如初，说明金属钛在常温下不与O2反应，故D说法正确。 故选：A 7.工业上是用氨气还原氧化铜制取铜的。某校化学兴趣小组为探究该反应能否进行并验证其生成物，查阅了大量资料并设计了一系列实验． 查阅到的信息： （1）氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，不易燃，密度比空气小，极易溶于水，氨水显碱性．实验室常用加热氯化铵晶体和熟石灰固体混合物的方法制取氨气，同时生成氯化钙和水． （2）氨气还原氧化铜制取铜的反应原理：2NH3+3CuO △ 3Cu+N2+3H2O 某小组设计了如下实验装置并进行实验： 试回答： （1）写出装置A中试管内发生反应的化学方程式： ________________ ； （2）装置B所起的作用是 _________________________ ； （3）装置C中可观察到的实验现象是 ____________________ ； （5）你认为该小组的实验设计还存在着哪些不足？ ____________________ ．【答案】（1）Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑； （2）干燥氨气；（3）黑色粉末变成红色；（4）尾气没有处理【解析】（1）氯化铵和熟石灰发生反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑； （2）A装置生成的氨气中含有水蒸气，因此装置B所起的作用是干燥氨气； （3）反应后生成铜，故装置C中可观察到的实验现象是黑色粉末变成红色； （4）氨气没有全部反应掉，因此要进行尾气处理。 故答案为：（1）Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑； （2）干燥氨气；（3）黑色粉末变成红色；（4）尾气没有处理。 8.人类文明进步与金属材料的发展关系密切，我们祖先很早就掌握了金属冶炼工艺。 （1）组装如图1装置进行实验，取用木炭粉和氧化铜粉末的仪器是________________；写出大试管中反应的化学方程式 _____________________，此反应类型属于__________。写出B装置中发生反应的化学方程式________________________。 （2）以下两组实验装置有所不同，但原料和反应原理相同。氧化铁粉末呈______色，写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式 ______________________。 以下实验结论，你认为不正确的是 ________(填写序号)。 ①玻璃管中固体物质减少的质量等于参加反应的氧化铁中氧元素的质量 ②根据澄清石灰水增加的质量，可以计算出一氧化碳消耗的质量 ③反应过程中铁元素在固体中的质量分数逐渐增大 ④装置中尾气处理的目的是防止一氧化碳污染空气【答案】药匙 2CuO+C- △ 2Cu+CO2↑ 置换反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 红棕 3CO+Fe2O3- 高温 2Fe+3CO2 ②③【解析】(1)取用木炭粉和氧化铜粉末的仪器是药匙，在加热的条件下，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳气体，化学方程式为2CuO+C- △ 2Cu+CO2↑，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；故答案为：药匙；2CuO+C- △ 2Cu+CO2↑；置换反应；CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O； (2)氧化铁粉末呈红棕色，在高温的条件下，氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O3- 高温 2Fe+3CO2；故答案为：红棕；3CO+Fe2O3- 高温 2Fe+3CO2； ①由化学反应的原理可知，玻璃管中固体物质减少的质量等于参加反应的氧化铁中氧元素的质量，说法正确； ②根据澄清石灰水增加的质量，可以计算出参加反应的一氧化碳的质量，因为该实验中，需要先通入一氧化碳，反应结束后还需要继续通入一氧化碳直到装置冷却，所以无法计算处消耗的一氧化碳的质量，说法错误； ③因为在反应过程中，氧化铁被逐渐还原为铁，此过程中，铁元素的质量不变，而固体的质量逐渐减少直到完全反应，因此反应过程中铁元素在固体中的质量分数逐渐增大，直到完全反应后不再改变，说法错误； ④一氧化碳是一种有毒气体，装置中尾气处理的目的是防止一氧化碳污染空气，说法正确。 故选：②③。 9.（1）三位同学用如图所示装置做一氧化碳还原氧化铁的实验。当观察到A中出现实验现象__________________________，B中澄清石灰水变浑浊，发生化学反应方程式为 ________________________；停止加热，继续通一氧化碳至冷却到室温，再停止通气；其目的是__________________；C装置的作用是 __________________。 （2）【反思交流】小明认为：依据上述A中实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。小红认为：仅依据上述实验现象，不足以证明生成的黑色固体为金属铁，她增加了一个实验--用磁铁靠近生成的黑色固体，看到黑色固体被磁铁吸引。于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。小光通过查阅有关资料得知： a.一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应：3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2。 b.四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引。 ①一氧化碳与氧化铁在高温条件下，可发生如下反应：______________________。 ②四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引。因此，小光认为小明和小红的结论都不能成立，你是否同意他的说法，并请具体说明理由？____________。 ③小光欲通过实验检验生成的黑色固体是否含有金属铁。请你帮他设计实验并填写下表。 ④除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是 __________________，将该试剂与黑色固体混合，通过观察____________，判断黑色固体中是否含金属铁。【答案】红色固体变为黑色 3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 防止A中铁被氧化，B澄清石灰水倒吸进入A中，造成试管炸裂 处理未反应的一氧化碳，避免造成污染 3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2 不同意，四氧化三铁同样为黑色固体，且具有磁性 取部分黑色固体加入试管中，加入足量稀硫酸 有气泡产生 硫酸铜溶液 由红色固体析出【解析】（1）氧化铁与一氧化碳反应完毕后生成铁，氧化铁为红色，铁为黑色，所以看到红色固体变为黑色；A中一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，B中二氧化碳与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3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；反应后生成了铁，铁若遇到氧气在高温条件下会被氧化，同时若停止加热，此时温度降低，内部压强减小，B中的澄清石灰水会被倒吸入A中，造成试管遇冷炸裂；一氧化碳不能全部反应，直接排空会造成污染，因此增加酒精灯，处理未反应的一氧化碳； 故答案为：红色固体变为黑色；3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；防止A中铁被氧化，B澄清石灰水倒吸进入A中，造成试管炸裂；处理未反应的一氧化碳，避免造成污染。 （2）①一氧化碳与氧化铁会在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，根据题目信息可知，一氧化碳与氧化铁在加热条件下反应生成四氧化三铁和二氧化碳，所以会发生两个反应，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2； 故答案为：3CO+Fe2O3- 高温 3CO2+2Fe、3Fe2O3+CO- △ 2Fe3O4+CO2。 ②根据题目信息可知四氧化三铁具有磁性，也是黑色固体，因此单独从外观和是否具有磁性无法区分铁与四氧化三铁； 故答案为：不同意，四氧化三铁同样为黑色固体，且具有磁性。 ③实验结论含有铁，铁可与酸反应生成氢气，因此可以取固体加入试管，加入稀硫酸，看到有气泡产生证明含有铁； 故答案为：取部分黑色固体加入试管中，加入足量稀硫酸；有气泡产生。 ④铁可与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铜为红色固体，因此固体加入硫酸铜溶液，看到红色固体析出，说明含有铁； 故答案为：硫酸铜溶液；由红色固体析出。 所称物质硬质玻璃管硬质玻璃管和样品步骤Ⅱ硬质玻璃管和剩余固体步骤Ⅲ硬质玻璃管和剩余固体质量m1m2m3m4实验步骤实验现象实验结论________________ __________________ 含有金属铁
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