6.1 金属矿物及铁的冶炼练习---2024-2025学年九年级化学沪教版（2024）上册

6.1 金属矿物及铁的冶炼 一、选择题 1．广西铝土矿资源丰富．铝土矿的主要成分是 A．二氧化硅 B．氧化铝 C．四氧化三铁 D．碳酸钙 2．下列关于实验室模拟炼铁和工业炼铁的叙述中错误的是 A．模拟炼铁实验时需要先通入一会儿CO B．模拟炼铁主要原理为： C．工业炼铁的主要原料有铁矿石、石灰石和焦炭 D．工业炼铁的产物为纯铁 3．如图为实验室模拟工业炼铁的装置图，相关说法正确的是 A．实验时先点燃酒精喷灯，再通CO B．该实验体现了CO的还原性和可燃性 C．炼铁原理：Fe2O3+CO=2Fe+CO2 D．实验中可观察到黑色固体逐渐变红，澄清石灰水变浑浊 4．以磁铁矿为原料炼铁，在高炉炼铁中不会发生的反应是 A． B． C． D． 5．下列关于工业炼铁的叙述错误的是 A．主要原理：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁 B．主要原料：铁矿石、焦炭和石灰石等 C．主要设备：高炉 D．主要产物：生铁 6．目前世界上年产量最高的金属是 A．铜 B．铝 C．铁 D．锌 7．如图是铁元素的“价类二维图”，下列推断合理的是 A．铁锈的主要成分是b B．a在氧气中燃烧可得到e C．d的水溶液颜色为浅绿色 D．高温条件下，用CO还原e可得到a 8．下列有关合金的说法正确的是 A．生铁、氧化铁均属于合金 B．合金比其组分金属的硬度小 C．不锈钢的抗腐蚀性比纯铁好 D．合金的熔点比组成它的纯金属高 9．如图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是    A．网罩的作用：集中火焰并提高温度 B．试管b的作用是检验有二氧化碳生成 C．试管a中黑色粉末变红，说明碳具有还原性 D．反应结束后立即把试管a中的物质倒出来观察现象 10．下列有关炼铁的说法正确的一组是 A．实验室炼铁是将铁的化合物最终转化为铁单质的过程 B．实验室用CO还原Fe2O3时，结束时先停止通CO，后移开酒精喷灯 C．工业炼铁时焦炭的作用是与氧气反应，发生不完全燃烧生成一氧化碳 D．高炉炼铁时，固体原料从高炉下方加入，空气从上方通入 11．铁是冶金工业年产量最高的金属。下列表述不正确的是 A．炼出的生铁和钢是含碳量不同的铁的合金 B．高炉炼铁加入焦炭的作用是提供热量和产生一氧化碳 C．赤铁矿炼铁的反应为 D．将尾气点燃或收集可防止CO污染空气 12．铁的使用促进了人类文明的发展。下列有关炼铁的说法中正确的是 A．甲图中炼铁的原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 B．乙图炼铁高炉中原料焦炭既能提供热量又能制取CO C．甲图中实验开始时应先点燃酒精喷灯 D．两图中得到的铁是完全相同的 13．利用如图所示装置探究CO的化学性质，说法错误的是 A．甲、丙两处澄清石灰水作对比，说明CO与CuO反应能生成二氧化碳 B．乙、丙、丁三处的实验现象都能说明CO能与CuO发生化学反应 C．丁处燃烧，说明CO能燃烧 D．省略甲处澄清石灰水也能达到实验目的 14．将草酸（，沸点约，分解温度约）隔绝空气加热，得到的混合气体（已知草酸可分解为、，草酸钙难溶于水）。为探究的成分，设计如下图所示实验。下列说法不正确的是 A．草酸中的化合价是+3 B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊．则中一定含 C．若甲试管内溶液变浑浊，则中一定含有 D．若加热所得混合物不经充分冷却，则中可能混有草酸蒸气 二、非选择题 15．甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。 (1)实验过程中，B中的现象是 ； (2)B中反应的化学方程式是 ； (3)实验过程中，C中的现象是 ； (4)C处发生反应的化学方程式为 ； (5)D处在装置末端放一盏燃着的酒精灯的的目的是 。 16．如图为实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置图。 (1)硬质玻璃管中出现的现象是 ，该反应方程式为 ；右边试管中的现象是 。化学方程式是 。 (2)这个实验中进行尾气处理的方法是 。 (3)实验开始前先通一段时间一氧化碳目的是 ，才能加热，实验结束后先熄灭酒精喷灯还要继续通一氧化碳直到冷却，目的是 。 17．把铁矿石和石灰石等物质一起加入高炉，通入热空气，经过一系列反应最终可得到生铁。 (1)炼铁的原料除了铁矿石和石灰石外，还需要的一种物质是 。 (2)工业上用含氧化铁480t的赤铁矿为原料炼铁，可得到含杂质4%的生铁质量为多少？ 18．金属与人类生活密切相关。从古至今，金属在生产、生活中的应用就十分广泛。银和铜是人类使用较早的金属。 (1)我国古代典籍中有“银针验毒”的记载。“银针验毒”的反应原理之一是：4Ag+2H2S+ X=2Ag2S +2H2O ，X 的化学式为 。 北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有如下记载：“山麓有胆泉，土人汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其屑，锻炼成铜”。 (2)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液，“浸铁”即将铁放入其中，写出此冶炼铜方法中生成铜的化学方程式 ；若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图所示，其中“”“”“”表示不同种类的离子，则“”表示 （填写离子符号，“Fe2+” 或“Cu2+”）。 最早的合金是青铜，但其实新制取得到的青铜是“金灿灿”的，只是因为考古发掘出来的这些器皿都是青绿色的，这是铜在空气中生成了铜绿的缘故。写出铜绿的化学式： ，根据这个化学式判断，金属铜生锈的原因是铜与空气中的氧气和 、 （均填化学式）共同作用的结果。 (3)铁是应用最广泛的金属元素，但自然界的铁基本以 （填“单质”或“化合物”）形式存在，所以我们需要进行铁的冶炼 。炼铁可以选用磁铁矿，其主要成分是： （填化学式）；炼铁的设备是 ；得到的主要产品是 ；（填序号）A．纯铁 B．生铁 C．钢 (4)写出炼铁时焦炭的两个作用，用化学方程式表示： ； ； (5)某钢铁公司用490 t含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少吨?（请写出计算过程） 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B B A C D C D A 题号 11 12 13 14 答案 C B B C 1．B 【详解】知识归纳  常见的金属矿石及其主要成分如下表： 名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 主要成分的化学式 名称 黄铜矿 辉铜矿 铝土矿 主要成分的化学式 2．D 【详解】A、模拟炼铁实验时需要先通入一会儿CO，排尽装置中的空气，防止一氧化碳不纯加热发生爆炸，故选项说法正确； B、工业炼铁就是在高温的条件下，用一氧化碳来还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故选项说法正确； C、工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石等，故选项说法正确； D、工业炼的铁中含有杂质，属于生铁，故选项说法错误。 故选：D。 3．B 【详解】A、一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热可能会发生爆炸，实验开始时要先通入一氧化碳排尽装置内有空气，再点燃酒精喷灯，否则可能引起爆炸，故 A错误； B、玻璃管内发生的化学反应是氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳在反应中夺取了氧化铁中的氧，被氧化，具有还原性；装置图末端的导管口放一盏燃着的酒精灯，点燃了尾气，生成二氧化碳，防止污染空气，利用了一氧化碳具有可燃性，故B正确； C、炼铁原理是高温条件下还原剂CO将氧化铁中的铁还原出来，同时生成二 氧化碳，反应的化学方程式为，故C错误； D、氧化铁是红棕色的，铁是黑色的，反应生成了二氧化碳，可以使澄清石灰水变浑浊，所以可以观察到红色固体变黑，澄清石灰水变浑浊，故 D错误。 故选B。 4．B 【详解】A、高炉炼铁中，加入的焦炭会燃烧生成二氧化碳，放出热量，反应的化学方程式为：，该选项不符合题意； B、高炉炼铁中，没有发生二氧化碳和水的反应，该选项符合题意； C、一氧化碳会还原磁铁矿中的四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，该选项不符合题意； D、生成的二氧化碳会和焦炭反应生成还原剂一氧化碳，反应的化学方程式为：，该选项不符合题意； 故选B。 5．A 【详解】A．工业炼铁就是在高温的条件下，用一氧化碳来还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，而不是焦炭，故A错误； B．工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石等，故B正确； C．高炉炼铁的设备是高炉，故C正确； D．工业炼的铁中含有杂质，是生铁，故D正确。 故选：A。 6．C 【详解】目前世界年产量最高的金属是铁。 故选C。 7．D 【详解】A、铁锈的主要成分是，是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物，属于氧化物，中氧元素的化合价为-2价，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则中铁元素的化合价为+3价，结合图像可知铁锈的主要成分是e，说法错误，不符合题意； B、由图可知，a对应铁元素化合价为0的单质，则a为铁，由A选项可知e为氧化铁，铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，则a在氧气中燃烧不能得到e，说法错误，不符合题意； C、由图可知，d对应铁元素化合价为+3的硫酸盐，则d为硫酸铁，硫酸铁的水溶液颜色为黄色，说法错误，不符合题意； D、由A、B选项分析可知，a为铁、e为氧化铁，一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，则高温条件下，用CO还原e可得到a，说法正确，符合题意。 故选：D。 8．C 【详解】A、合金是金属与其他金属或非金属熔合而成的，具有金属特性的混合物，氧化铁是铁的氧化物不属于合金，选项错误； B、合金比其组成金属的硬度大，选项错误； C、不锈钢在铁的合金中加入了铬和镍，具有良好的抗腐蚀性，选项正确； D、合金的熔点比其组成金属的熔点低，选项错误； 故选：C。 9．D 【详解】A、网罩可以使火焰集中，提高温度，故选项说法正确； B、碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此试管b中澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成，故选项说法正确； C、试管a中黑色粉末变红，是因为碳能夺走氧化铜中的氧生成了铜，说明碳具有还原性，故选项说法正确； D、反应结束后立即把试管a中的物质倒出来，其中的铜可能在较高温度下与空气中的氧气发生反应生成氧化铜，所以不能反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象，故选项说法不正确。 故选D。 10.【详解】A、炼铁的过程既是将铁的化合物转化为铁单质的过程，故选项说法正确； B、实验室用CO还原Fe2O3时，若结束时先停止通CO，后移开酒精喷灯，则生成的铁在高温下可能被再次氧化，正确的操作为先移开酒精喷灯，后停止通CO，故选项说法错误； C、工业炼铁时焦炭的作用是与氧气反应产生高温为炼铁提供热量，并且与CO2在高温下反应生成CO，故选项说法错误； D、高炉炼铁时，固体原料从高炉上方加入，空气从下方通入，故选项说法错误。 故选A。 11．C 【详解】A、生铁含碳量较高，钢的含碳量较低，炼出的生铁和钢是含碳量不同的铁的合金 ，选项正确； B、焦炭的主要成分是碳，碳燃烧生成二氧化碳，同时放出大量热，二氧化碳和碳在高温下生成一氧化碳，一氧化碳作还原剂，所以高炉炼铁中加入焦炭的作用是提供热量和产生一氧化碳，选项正确； C、赤铁矿炼铁是氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为，选项错误； D、一氧化碳有毒，未反应完的一氧化碳需要收集起来或点燃，防止污染空气，选项正确。 故选：C 12．B 【详解】A、由图可知，甲图中反应为一氧化碳和四氧化三铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，不符合题意； B、高炉炼铁的过程中，焦炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，故焦炭既能提供热量又能制取CO，符合题意； C、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故甲图中实验开始时应先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后点燃酒精喷灯，防止发生爆炸，不符合题意； D、甲图中一氧化碳和四氧化三铁反应生成的是纯铁，乙图中高炉炼铁得到的是生铁，不完全相同，不符合题意。 故选B。 13．B 【详解】A、甲处澄清石灰水不变浑浊说明一氧化碳中不含有二氧化碳、丙处澄清石灰水变浑浊说明CO与CuO反应能生成二氧化碳，故说法正确； B、乙、丙处的实验现象都能说明CO能与CuO发生化学反应，丁处是点燃尾气中的一氧化碳，不能说明CO与CuO发生化学反应，故说法错误； C、丁处燃烧，说明CO具有可燃性，但燃烧的目的是将尾气中的一氧化碳除去，故说法正确； D、省略甲处澄清石灰水，由黑色的氧化铜变成红色，也能说明一氧化碳具有还原性，故说法正确。 故选B。 14．C 【详解】A、草酸化学式为H2C2O4，其中氢元素化合价为+1，氧元素化合价为-2，设碳元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为0 可知：，即碳元素的化合价为+3，故A不符合题意； B、丙中固体变黑是因为氧化铁和一氧化碳反应生成了黑色的铁粉和二氧化碳，二氧化碳使丁试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO，故B不符合题意； C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，但题干提供信息，草酸的沸点低于分解温度，草酸在分解时会有一部分草酸变为草酸蒸气，进入澄清石灰水中生成草酸钙沉淀，也可以使澄清石灰水变浑浊，故若甲试管内溶液变浑浊，则M中不一定含有CO2，故C符合题意； D、因为草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃，如果温度没有冷却到150℃以下，则M中可能混有草酸蒸气，故D不符合题意。 故选C。 15．(1)黑色粉末变成红色 (2) (3)澄清石灰水变浊 (4) (5)尾气处理，防止一氧化碳污染环境 【详解】（1）一氧化碳和氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜为黑色，铜为红色，反应的现象为固体由黑色变红色； （2）一氧化碳和氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为； （3）生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊； （4）二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为； （5）一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，则D处酒精灯的作用为尾气处理，防止一氧化碳污染环境。 16．(1) 红色粉末逐渐变成黑色 澄清石灰水变浑浊 (2)在装置末端放置一盏点燃的酒精灯 (3) 排尽装置内的空气，以防止加热时发生爆炸 防止石灰水倒流引起玻璃管炸裂，也可以防止高温的铁被氧化 【详解】（1）硬质玻璃管中，氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，出现的现象为红色粉末逐渐变成黑色，化学方程式为：； 右边试管中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，则右边装有澄清石灰水的试管中的现象为澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：； （2）尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染空气，一氧化碳具有可燃性，燃烧可以生成无毒的二氧化碳，则尾气处理的方法为在装置末端放置一盏点燃的酒精灯； （3）一氧化碳还原氧化铁实验中，由于一氧化碳是可燃性的气体，不纯时点燃或加热可能产生爆炸，故要先通入一氧化碳排尽装置内的空气，以防止加热时产生爆炸； 实验结束后先熄灭酒精喷灯还要继续通一氧化碳直到冷却，目的是为了防止石灰水倒流引起玻璃管炸裂，也可以防止高温的铁被氧化。 17．(1)焦炭 (2)解：设可得到生铁质量为x    解得x=350t 答：可得到含杂质4%的生铁质量为350t。 【详解】（1）炼铁的原料除了铁矿石和石灰石外，还需要焦炭，焦炭的作用是提供热量和生成一氧化碳。 （2）见答案。 18．(1)O2 (2) Fe+CuSO4 =FeSO4 +Cu Fe2+ Cu2(OH)2 CO3 CO2 H2O (3) 化合物 Fe3O4 高炉 B (4) (5)解：490t赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 490t×60%=294t 设：氧化铁最多可以炼出铁的质量为x。 答：490 t含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁205.8t。 【详解】（1）反应后Ag、H、S、O的原子个数分别为4、4、2、2，反应前除X外，Ag、H、S、O的原子个数分别为4、4、2、0，根据反应前后原子种类和个数不变，可知X中含有2个O原子，故X为O2； （2）据题干可知，该反应是湿法冶铜的反应，即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，方程式为：Fe+CuSO4 =FeSO4 +Cu； 反应前硫酸铜溶液中存在的离子是Cu2+和，由反应的方程式和题图可知，增加的是Fe2+，故为Fe2+； 铜绿即碱式碳酸铜，化学式为：Cu2(OH)2 CO3； 碱式碳酸铜是由铜、氧、氢、碳元素组成的，根据反应前后元素种类不变，反应物质除铜和氧气外，还应含有水和二氧化碳，化学式分别为：CO2、H2O； （3）铁在自然界基本以化合物的形式存在； 炼铁可以选用磁铁矿，其主要成分是四氧化三铁，化学式为：Fe3O4； 炼铁的主要设备是高炉，炼钢的主要设备是转炉、电炉或平炉，故填：高炉； 高炉炼铁得到的是生铁，故选B； （4）炼铁时焦炭的作用主要是燃烧提供热量和与生成的二氧化碳在高温条件下反应生成还原剂一氧化碳，涉及的方程式为：、； （5）见答案。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$