专题8 金属冶炼与成分分析-2022-2023学年九年级化学实验探究同步培优练（通用版）

专题8 金属冶炼与成分分析 考点预览 1) 金属的化学性质 2) 实验探究物质的组成成分以及含量 3) 化学实验方案设计与评价 4) 根据化学反应方程式的计算 5) 置换反应及其应用 6) 文字表达式 7) 质量守恒定律及其应用 8) 常见金属的冶炼方法 9) 氧气的化学性质 10) 有关元素化合价的计算 11) 碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验 12) 一氧化碳还原氧化铁 13) 物质发生化学变化时的能量变化 14) 碳的化学性质 对应试题 1．请回答下列有关金属冶炼和金属与酸反应的问题。 （1）某种铁的冶炼流程如图1所示。 ①赤铁矿是　 　（选填“纯净物”“化合物”或“混合物”）。 ②CH4中H为+1价，则C为　 　价。 ③催化反应室主要产物是　 　。 ④“燃烧室”中CH4燃烧的作用是　 　。 （2）如图2所示，为了探究金属与酸反应的规律，某实验小组进行了如下实验，取等质量的铁片、镁片、锌片，分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应，用温度传感器测得反应温度变化曲线。 ①实验过程中在相同时间内温度升高最多的金属是　 　。 ②请分析金属与酸反应温度升高的原因：　 　。 ③分析上图2可得到的结论是，相同条件下，　 　。 【答案】（1）混合物；-4；合成气（CO和H2等合理答案均可）；提供高温条件（提供热量等合理答案均可） （2）镁（镁片）；金属与酸反应放出热量（其他合理答案均可）；在其它条件相同的情况下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多（镁片、铁片、锌片与酸反应，放出热量镁片>锌片>铁片等合理答案均可） 【解析】（1）① 赤铁矿的主要成分是氧化铁，还含有其它物质，属于混合物； ② 甲烷中氢元素显+1价，设碳元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：x+（+1）×4=0，x=-4； ③ 由图可知，催化反应室中的主要产物是合成气，即一氧化碳和氢气； ④ “燃烧室”中甲烷燃烧，放出大量的热， 可提供高温； （2）① 由图可知，实验过程中在相同时间内温度升高最多的金属是镁； ② 金属与酸反应放出热量，故温度升高； ③ 由图可知，实验过程中在相同时间内温度升高最多的金属是镁，其次是锌，然后是铁，而金属活动性：镁＞锌＞铁，故可得出结论：在其它条件相同的情况下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多。 2．碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。 （提出问题）碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？ （1）（作出猜想）猜想I：CO； 猜想Ⅱ：CO2； 猜想Ⅲ：　 　。 （2）（设计方案）实验装置如图乙所示。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通入一段时间氮气。 方案一：从定性观察角度判断 实验时装置A处的现象是　 　。 （3）若B中无明显现象，D处的气体能点燃，则猜想　 　（填序号）成立。 （4）方案二：从定量计算角度判断：取一定量碳粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据： 反应前的质量 反应后的质量 A（玻璃管+固体） m1 m2 B+C（广口瓶+混合液） m3 m4 若猜想Ⅱ成立，则理论上（m4-m3）　 　（m1-m2）（填“>”“<”或“=”）。 （5）若猜想Ⅲ成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳粉的质量m的取值范围是　 　。 （6）（交流反思）实验开始前缓缓通入氮气的目的是　 　。 【答案】（1）CO和CO2 （2）黑色粉末变为（光亮的）红色 （3）Ⅰ （4）= （5）0.3g<0.6g （6）排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，防止空气中的成分干扰实验 【解析】（1）作出猜想： 从提出问题“碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO”，和化学反应前后元素的种类不变，可推测碳和氧化铜反应可能生成二氧化碳、一氧化碳或两者的混合物。所以猜想Ⅲ为CO和CO2。 （2）方案一： 碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以A除的现象是黑色粉末变为光亮的红色。 （3）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，B除无明显现象，说明无二氧化碳生成。一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不具有可燃性，D处的气