专题02探究铁的冶炼实验—2022-2023学年九年级化学下册教材实验大盘点（人教版）

`````` 2022-2023学年九年级化学下册同步教材实验大盘点 专题02 探究铁的冶炼实验 1.一氧化碳还原氧化铁实验：（氧化铁是铁锈主要成分，为红色，还原出来的铁粉是黑色） 炼铁原理：__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。用磁铁矿炼铁的化学方程式是Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。 ( A ) ( B ) ( C ) ( 氧化铁 )（1）A管现象：红色固体变成黑色，发生的化 ( CO )学方程式为Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2。 ( B ) ( A )（2）B处现象：石灰水变浑浊，发生的化学方程 ( 澄清的 石灰水 )式为 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。 ( 点燃 )（3）C处现象：燃烧发出蓝色火焰，放出热量，发生的化学方程式为2CO+O2══2CO2。 （4）在本实验中，B装置作用是证明反应生成CO2并除去CO2；C装置的作用：防止有毒的CO污染空气。 （5）尾气的处理方法有点燃、用气球收集、用排水法收集。 （6）实验开始时要注意先通入验纯的CO一会儿再加热，目的是排净装置内空气，防止CO与空气混合遇明火而爆炸。实验结束时要注意先停止加热继续通入CO直到冷却为止；目的是防止很热的铁被氧化。 （7）在此实验中，证明还原出铁的方法：物理方法是用磁铁吸引，有物质被吸引说明生成了铁，化学方法是向固体中滴加稀盐酸，产生气泡则证明生成了铁。(2)实验注意事项： ①先通入一氧化碳气体，目的是__排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸__； ②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，一是__防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁__，二是还可__防止澄清石灰水倒吸__； ③尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要__收集或点燃__，以防止直接排放污染空气。 2.工业炼铁 (1)设备：__高炉__； (2)原料：__铁矿石__、__焦炭__、__石灰石__、__空气__； (3)反应原理：赤铁矿炼铁原理__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__；磁铁矿炼铁原理Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2_ (4)用化学方程式表示，高炉中如何产生一氧化碳：__C＋O2CO2__，__C＋CO22CO__。 (5)产品：__生铁__。 (6)石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去。 (7)炼铁拓展：菱铁矿成分是FeCO3，用它炼铁的缺点是含铁量低；黄铁矿主要成分是FeS2，用它炼铁的缺点是含铁量低且会产生二氧化硫污染空气 (8)高炉煤气中含氮气、稀有气体、CO2、CO、烟尘等，其中大气污染物是CO、烟尘。 1．工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图： 已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为 0.03%~2%。 （1）反应：①Fe2O3+3CO2Fe+3CO，②Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是______________，用于高炉炼铁的原理是______________（填序号）。 （2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是___________________________________________。 （3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是______________。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3)，其中硅元素的化合价是______________。 （4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是________________________________________________________。将钢锭轧成钢板，体现了金属的______________性。 （5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式：______________________________________________________。 【答案】（1）② ① （2）增大反应接触面积，加快反应速率 （3）N2 +4 （4）使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量 延展 （5）Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O 【解析】（1）一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。故选②；高炉炼铁是利用一氧化碳还原氧化铁，故选①。（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率。（3）空气的主要成分是氮气和氧气，但氮气不参与炼铁的反应。故热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是N2；CaSiO3中Ca显+2价，O显-2价，则Si的化合价为0-（-2）×3-（+2）=+4。（4）生铁中含有较多的碳，碳与氧气能反应生成二氧化碳。故炼钢炉中，通入纯氧的目的是使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量；将钢锭轧成钢板，体现了金属的延展性。（5）硫酸与氧