内容正文:
金属资源的利用和保护
第1课时 金属矿物 铁的冶炼
[答案 P4]
常见的金属矿物
1.刘禹锡的诗句“美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”描述的是一种在自然界中大多以单质形式存在的金属,该金属是( A )
A.Au B.Fe C.Al D.Cu
2.下列金属矿物的主要成分错误的是( D )
A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4)
C.铝土矿(Al2O3) D.赤铜矿(CuO)
3.现有:①赤铁矿(主要成分是 Fe2O3);②磁铁矿(主要成分是Fe3O4);③黄铁矿(主要成分是FeS2)。请你从经济效益和环境保护的角度分析三种矿石哪种不适合用来炼铁:③(填序号),理由是黄铁矿中铁的含量低,且会生成SO2等有害气体,污染环境。
铁的冶炼
4.工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中发生还原反应的物质是( B )
A.CO B.Fe2O3 C.CO2 D. Fe
5.(北京中考)炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气等,转化过程如图:
(1)②中,反应为CO2+C2CO,其中化合价发生改变的元素是碳元素。
(2)③中,CO与Fe2O3反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
含杂质物质的计算
6.含氧化铁80%的赤铁矿,铁元素的质量分数是( B )
A.63% B.56% C.70% D.80%
7.工业上用赤铁矿石(主要成分是氧化铁)与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁。现有400 t含氧化铁80%的赤铁矿石。求:
(1)该矿石中氧化铁的质量。
(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。(计算结果精确到0.1)
解:(1)400 t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量为400 t×80%=320 t
(2)含杂质4%的生铁中含铁量为1-4%=96%
设可炼出生铁的质量为x。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 112
320 t x×96%
= x≈233.3 t
答:(1)该矿石中氧化铁的质量为320 t;(2)可冶炼出含杂质4%的生铁约233.3 t。
8.根据矿石的主要成分分析,下列矿石中,最适合炼铁的是( A )
A.磁铁矿(主要成分Fe3O4)
B.黄铜矿(主要成分CuFeS2)
C.黄铁矿(主要成分FeS2)
D.辉铜矿(主要成分Cu2S)
9.(重庆中考)小明笔记中有一处错误,你认为是图中的哪一处( B )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
10.炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁,主要反应过程如图所示:
根据上图和所学知识判断下列说法错误的是( B )
A.生铁属于混合物
B.①和②是化合反应,③是置换反应
C.原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D.赤铁矿的主要成分是Fe2O3
11.(湘潭中考)以煤为原料获得的化工产品有着广泛的用途。请回答下列问题。
(1)煤是不可再生(填“可再生”或“不可再生”)的化石能源。
(2)煤加工得到的焦炭广泛应用于炼铁。如图是高炉炼铁的示意图,据图回答:
①焦炭在炼铁过程中的主要作用是提供热量、提供还原剂CO;原料中石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅变为炉渣;
②铁矿石(主要成分为Fe2O3)进入高炉前要粉碎成小颗粒,其原因是增大反应物的接触面积,加快反应速率;写出高炉内生成铁的化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
③图中出铁口低于出渣口,说明生铁的密度比炉渣大(填“大”或“小”)。
12.用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2;若实验室用足量一氧化碳与28 g某赤铁矿粉充分反应后,冷却、称量,剩余固体质量为20.8 g,则该赤铁矿粉含有杂质的质量为4 g。
13.我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到800 ℃左右,得到一种外观似金子的铜和锌的合金。
(1)赤铜与木炭粉反应(火法炼铜)的化学方程式为2Cu2O+C4Cu+CO2↑。
(2)西汉时期刘安所著的《淮南万毕术》中,有湿法炼铜(即铁与硫酸铜反应)的记载,对比火法炼铜,湿法炼铜的优点是操作简单、节约能源(合理即可)。
(3)某化学兴趣小组的同学在社会实践中,对废品回收站中废弃电器零部件黄铜(铜锌合金)中铜的含量产生了兴趣。他们称取该黄铜样品10 g放入烧杯中,然后慢慢向烧杯中加入稀硫酸,已知恰好完全反应时加入稀硫酸的质量为154.7 g,此时称得烧杯内剩余物质的质量为164.5 g。求:黄铜样品中铜的质量分数。(写出计算过程)
解:反应所生成的氢气质量为
10 g+154.7 g-164.5 g=0.2 g
设此黄铜中锌的质量为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.2 g
= x=6.5 g
此黄铜样品中铜的质量为10 g-6.5 g=3.5 g
此黄铜样品中铜的质量分数为
×100%=35%
答:黄铜样品中铜的质量分数为35%。
14.利用氢代替碳作还原剂,得到高纯铸造生铁的流程如下图所示(部分反应物、生成物、反应条件略去)。
(1)燃烧区的作用是提供热量,燃烧区发生燃烧反应的物质还有C(填化学式)。
(2)还原区的反应除3H2+Fe2O32Fe+3H2O外,另一主要反应的化学方程式是3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(3)从环境保护角度,与高炉炼铁技术相比,氢基熔融冶金技术的优点是减少CO2排放(或减缓温室效应,合理即可)(答一条)。
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