6.1金属矿物及铁的冶炼---2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

6.1 金属矿物及铁的冶炼 知识导航 知识精讲 知识点1 常见的金属矿物 1. 金属在自然界中的存在 （1） 地壳中几种金属元素的含量有大到小的顺序为 、 、Ca、Na、K…… （2） 金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等） 以 形式存在外，其余大多数以 形式存在。 2. 几种常见的金属矿物 类型 名称 主要成分的化学式 类型 名称 主要成分的化学式 铁的矿物 赤铁矿 铜的矿物 黄铜矿 CuFeS2 磁铁矿 辉铜矿 Cu2S 菱铁矿 FeCO3 孔雀石 黄铁矿 FeS2 铝的矿物 铝土矿 褐铁矿 Fe2O3·xH2O 明矾石 KAl3(SO4)2(OH)6 3. 金属的冶炼 使 转化成 的过程称为金属冶炼。 【方法导引】 冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则：一是含金属量高；二是不易产生污染；三是原料来源广。 知识点2 铁冶炼的化学原理 1. 我国古代炼铁 我国铁的冶炼最早可以追溯到 时期，到 时期已出现了较为成熟的炼铁技术。 2. 一氧化碳还原氧化铁 （1） 实验装置： （2） 实验现象：红棕色粉末逐渐变成 ，澄清石灰水 ，点燃尾气，燃烧产生 。 （3） 有关化学方程式： ①酒精喷灯处： ②试管中： （4） ③点燃处理尾气： 注意事项： ①实验时先通入一氧化碳气体，目的是 ，防止 。 ②红棕色粉末完全变黑后，应先 ，继续 ，目的是防止 ，也能防止 。 【素养提升】 一氧化碳还原氧化铁的步骤可巧记为：一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。 3. 工业炼铁 （1） 主要设备： 。 （2） 原料：铁矿石、 、 和空气。 （3） 主要原理： （4） ①从高炉下方通入热空气，焦炭燃烧： ②生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体： ③一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁： 产品： 。 【特别说明】 原料中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅变为炉渣。 4. 金属的其他冶炼方法 （1） 湿法冶金：古代书籍记载的“曾青得铁则化为铜”，“曾青”是指可溶性的铜的化合物，例如 Fe＋CuSO4== 。 （2）直接加热法：对于某些很不活泼的金属，可利用加热其氧化物分解制得，如HgO ∆ 。 （3）电解法：有些金属（如钠、钾、镁和铝等）很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。如2Al2O3 通电 。 【特别说明】 炼钢的原理是在高温下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣而除去。 能力拓展 考法01 工业炼铁的原理及装置 我国古代炼铁术如图所示。下列相关说法错误的是 A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素 B．生铁和钢都是混合物 C．炼钢的原理和炼铁的原理一样 D．生铁比纯铁的硬度大 为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是 A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用 B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿 C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变 D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g 考法02 一氧化碳还原氧化铁实验 如图所示，小海同学进行了模拟炼铁的实验。下列有关该实验的说法正确的是 A．实验开始前先通入CO再点燃A装置 B．硬质玻璃管中的现象是固体由黑变红 C．B装置的作用是吸收二氧化碳 D．A和C两处的酒精灯作用相同 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 考法03 金属冶炼的计算 某工厂要用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼制生铁，若要炼制含铁96%的生铁126吨，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为 A．216t B．240t C．125t D．200t 将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是    A．m的值为19.6 B．参加反应的铁的氧化物的质量为16g C．当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14g D．铁的氧化物中x:y=2:3 分层提分 题组A 基础过关练 1．镇海楼是广州规模最大的红砂岩文物。红砂岩因含某种氧化物而呈红色，这种氧化物可能是 A．CaO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3 2．古文献记载的大鉴炉炼铁：“黑砂（主要成分为铁的氧化物）为本……时时旋下，用炭火以煅炼之。”如下图所示。下列说法错误的是 A．该黑砂中可能含有 B．木炭仅作为燃料提供热量 C．往通风道中鼓风能提高炉温 D．增加大鉴炉高度能提高铁的产量 3．我国古代炼铁术如图所示。下列相关说法错误的是 A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素 B．生铁和钢都是混合物 C．炼钢的原理和炼铁的原理一样 D．生铁比纯铁的硬度大 题组B 能力提升练 1．（23-24九年级下·重庆合川·阶段练习）磁铁矿石（含Fe3O4）是常用的炼铁原料，工业上可通过反应，将其中的Fe3O4转化为Fe。下列说法正确的是（    ） A．具有还原性 B．该反应属于置换反应 C．Fe3O4具有还原性 D．该反应中元素的化合价均为+3 2．如图为工业炼铁的流程。下列有关说法正确的是 A．焦炭的作用只有提供热量 B．高炉气不需要进行尾气处理 C．生成铁的化学方程式为4CO+Fe2O33Fe+4CO2 D．生铁和钢性质不同的原因是它们含碳量不同 3．将草酸(化学式为H2C2O4，沸点约150℃，分解温度约190℃)隔绝空气加热，得到的混合物经充分冷却后，残余气体M(CO、CO2中的一种或两种)。为探究M的成分，设计如图所示实验。下列说法不正确的是 A．草酸是由碳、氢和氧元素组成的化合物 B．将甲、乙试管互换，则无法判断M中是否含有CO2 C．加热所得混合物经充分冷却，只是为了除去M中混有的水蒸气 D．除去装置丁，丙中固体变黑，也可以判断M中有CO 题组C 培优拔尖练 1．古文献记载的大鉴炉炼铁：“黑砂（主要成分为铁的氧化物）为本……时时旋下，用炭火以煅炼之。”如下图所示。下列说法错误的是 A．该黑砂中可能含有 B．木炭仅作为燃料提供热量 C．往通风道中鼓风能提高炉温 D．增加大鉴炉高度能提高铁的产量 2．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 3．下列关于高炉炼铁的说法中正确的是 A．图中高炉炼铁的主要反应是3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ B．焦炭通过反应2C+O22CO提供了冶铁所需的热能，同时生成了还原剂CO C．炉气经过合理处理之后可用作气体燃料 D．高炉炼铁的产品是纯铁，可用来炼钢 课后巩固练习 1．下列物质的用途主要体现物质的化学性质的是 A．焊锡用于焊接金属 B．焦炭炼铁 C．稀有气体制作闪光灯 D．氮气用于磁悬浮列车 A．A B．B C．C D．D 2．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 3．化学实验操作要科学规范。下列实验操作不正确的是 A．称量烧碱固体时，将烧碱放在纸片上称量 B．处理实验剩余的药品时，放入指定的容器内 C．蒸发结晶过程中，停止加热时仍不断搅拌 D．实验室模拟炼铁时，先通入一氧化碳再进行加热 4．虎年央视春晚舞蹈(只此青绿) 创作灵感源自宋代名画(千里江山图)。该画采用了炭黑、赭石(主要成分Fe2O3)、孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3)等矿物颜料。实验室现有炭黑和孔雀石的固体混合物，同学设计了如下探究实验，矿物颜料用于画作能避免虫蛀的主要原因 A．炭黑有吸附性 B．赭石有吸水性 C．孔雀石有毒性 5.党的工作报告强调“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。某小组同学围绕铁的冶炼实现碳中和开展了项目式研究学习活动。 【研究一】 工业炼铁 【设计方案】 为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小组同学基于碳中和理念设计了一个 低碳行动方案，方案流程示意图如图1： (1)石灰石在高炉炼铁中主要作用是，将矿石中的 转变为滤渣。 (2)该方案的优点是除CO2、CO外，还可实现 （填物质化学式）的部分或全部循环利用； (3)焦炭是高炉炼铁的重要原料，高炉内如图反应3的化学方程式为① ，反应2体现了焦炭的② 性。 【研究二】 模拟工业炼铁（装置如图2） (4)下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的一项是 A．实验前先点燃酒精喷灯预热再通入一氧化碳 B．用燃着的酒精灯可减少CO污染空气 C．硬质玻璃管中红棕色固体变为黑色 D．实验过程中澄清石灰水也可以起到吸收二氧化碳的作用 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 6.1 金属矿物及铁的冶炼 知识导航 知识精讲 知识点1 常见的金属矿物 1. 金属在自然界中的存在 （1） 地壳中几种金属元素的含量有大到小的顺序为Al、Fe、Ca、Na、K…… （2） 金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等） 以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。 2. 几种常见的金属矿物 类型 名称 主要成分的化学式 类型 名称 主要成分的化学式 铁的矿物 赤铁矿 Fe2O3 铜的矿物 黄铜矿 CuFeS2 磁铁矿 Fe3O4 辉铜矿 Cu2S 菱铁矿 FeCO3 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 黄铁矿 FeS2 铝的矿物 铝土矿 Al(OH)3 褐铁矿 Fe2O3·xH2O 明矾石 KAl3(SO4)2(OH)6 3. 金属的冶炼 使金属矿物转化成金属的过程称为金属冶炼。 【方法导引】 冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则：一是含金属量高；二是不易产生污染；三是原料来源广。 知识点2 铁冶炼的化学原理 1. 我国古代炼铁 我国铁的冶炼最早可以追溯到殷商时期，到春秋战国时期已出现了较为成熟的炼铁技术。 2. 一氧化碳还原氧化铁 （1） 实验装置： （2） 实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气，燃烧产生蓝色火焰。 （3） 有关化学方程式： ①酒精喷灯处：Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 ②试管中：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ③点燃处理尾气：2CO＋O2 点燃 2CO2 （4） 注意事项： ①实验时先通入一氧化碳气体，目的是排出装置内的空气，防止一氧化碳中混有空气，加热时发生爆炸。 ②红棕色粉末完全变黑后，应先撤走酒精喷灯，继续通一氧化碳到装置冷却，目的是防止生成的热的铁被空气中的氧气氧化，也能防止试管中的澄清石灰水倒吸导致玻璃管炸裂。 【素养提升】 一氧化碳还原氧化铁的步骤可巧记为：一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。 3. 工业炼铁 （1） 主要设备：高炉。 （2） 原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 （3） 主要原理： ①从高炉下方通入热空气，焦炭燃烧：C＋O2 高温 CO2 ②生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体：C+CO2 高温 2CO ③一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁：Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 （4） 产品：生铁。 【特别说明】 原料中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅变为炉渣。 4. 金属的其他冶炼方法 （1） 湿法冶金：古代书籍记载的“曾青得铁则化为铜”，“曾青”是指可溶性的铜的化合物，例如 Fe＋CuSO4==FeSO4＋Cu。 （2）直接加热法：对于某些很不活泼的金属，可利用加热其氧化物分解制得，如HgO ∆ 2Hg+O2↑。 （3）电解法：有些金属（如钠、钾、镁和铝等）很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。如2Al2O3 通电 4Al＋3O2 ↑。 【特别说明】 炼钢的原理是在高温下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣而除去。 能力拓展 考法01 工业炼铁的原理及装置 我国古代炼铁术如图所示。下列相关说法错误的是 A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素 B．生铁和钢都是混合物 C．炼钢的原理和炼铁的原理一样 D．生铁比纯铁的硬度大 【答案】C 【详解】A、地壳中元素含量由多到少：氧、硅、铝、铁，铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素，说法正确； B、生铁和钢都是铁和碳组成的合金，都属于混合物，说法正确； C、炼钢的原理：高温条件下降低碳含量，炼铁的原理：利用一氧化碳的还原性，夺走氧化铁中的氧元素，说法错误； D、合金的硬度比组成且纯金属的硬度大，生铁比纯铁的硬度大，说法正确； 故选：C。 为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是 A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用 B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿 C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变 D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g 【答案】A 【详解】A、根据流程图，该方案中二氧化碳既是反应物又是生成物，可以循环利用，碳酸钙和一氧化碳既是反应物又是生成物，可循环利用，故还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用，故A分析不正确； B、赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿，故B分析正确； C、流程图中反应1为碳和氧气反应生成二氧化碳，反应2为碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，这两个反应均是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，都属于化合反应；反应1中反应前碳元素的化合价为0，反应后碳元素的化合价为+4价，发生改变；反应2中反应前碳元素的化合价为0价和+4价，反应后碳元素的化合价为+2价，发生改变，故C分析正确； D、实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，48g氧化铁中铁元素的质量为，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，则反应后固体中氧元素的质量为，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，反应后固体中的氧元素存在于没有反应的氧化铁中，说明氧化铁没有反应完全，根据氧元素守恒，则没有参与反应的氧化铁的质量为，理论上参加反应的Fe2O3质量为48g-16g=32g，故D分析正确； 故选：A。 考法02 一氧化碳还原氧化铁实验 如图所示，小海同学进行了模拟炼铁的实验。下列有关该实验的说法正确的是 A．实验开始前先通入CO再点燃A装置 B．硬质玻璃管中的现象是固体由黑变红 C．B装置的作用是吸收二氧化碳 D．A和C两处的酒精灯作用相同 【答案】A 【详解】A、一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸，因此实验开始前应先通入一段时间CO再点燃A装置，其目的是排尽装置内的空气，防止爆炸，说法正确，符合题意； B、硬质玻璃管中发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，实验现象是固体由红色变黑色，说法错误，不符合题意； C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则B装置的作用是检验二氧化碳，说法错误，不符合题意； D、A处酒精喷灯的作用是加热，C处酒精灯的作用是点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气，因此A和C两处的酒精灯作用不相同，说法错误，不符合题意。 故选：A。 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 【答案】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。 考法03 金属冶炼的计算 某工厂要用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼制生铁，若要炼制含铁96%的生铁126吨，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为 A．216t B．240t C．125t D．200t 【答案】B 【详解】设：炼制含铁96%的生铁126吨需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为。 由于在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量=216t÷（1－10%）=240t。 综上所述：选择B。 将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是    A．m的值为19.6 B．参加反应的铁的氧化物的质量为16g C．当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14g D．铁的氧化物中x:y=2:3 【答案】C 【详解】A、由反应的化学方程式： 说法不正确； B、生成铁的质量为16.8g，参加反应的一氧化碳的质量为，则铁的氧化物中氧元素的质量为，参加反应铁的氧化物的质量=16.8g+6.4g=23.2g，说法不正确； C、当二氧化碳质量为4.4g时，由反应的化学方程式，设该反应消耗一氧化碳的质量为z 则参加反应的一氧化碳的质量为2.8g，容器内一氧化碳质量=16.8g-2.8g=14g，说法正确； D、生成铁的质量为16.8g，铁的氧化物种氧元素的质量为6.4g，，说法不正确； 答案：C。 分层提分 题组A 基础过关练 1．镇海楼是广州规模最大的红砂岩文物。红砂岩因含某种氧化物而呈红色，这种氧化物可能是 A．CaO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3 【答案】B 【详解】A、CaO是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，但属于白色固体，故A错； B、Fe2O3是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，属于红色固体，故B正确； C、Fe3O4是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，但属于黑色固体，故C错； D、Fe(OH)3是由三种元素组成，不属于氧化物，且属于红褐色固体，故D错。 故选：B。 2．古文献记载的大鉴炉炼铁：“黑砂（主要成分为铁的氧化物）为本……时时旋下，用炭火以煅炼之。”如下图所示。下列说法错误的是 A．该黑砂中可能含有 B．木炭仅作为燃料提供热量 C．往通风道中鼓风能提高炉温 D．增加大鉴炉高度能提高铁的产量 【答案】B 【详解】A、铁的氧化物中，四氧化三铁为黑色，故该黑砂中可能含有Fe3O4，说法正确； B、木炭既作为燃料提供热量，同时又和二氧化碳反应生成一氧化碳，为炼铁提供还原性气体，说法错误； C、往通风道中鼓风，可以使木炭充分燃烧，故能提高炉温，说法正确； D、增加大鉴炉高度能提高铁的产量，说法正确。故选B。 3．我国古代炼铁术如图所示。下列相关说法错误的是 A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素 B．生铁和钢都是混合物 C．炼钢的原理和炼铁的原理一样 D．生铁比纯铁的硬度大 【答案】C 【详解】A、地壳中元素含量由多到少：氧、硅、铝、铁，铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素，说法正确； B、生铁和钢都是铁和碳组成的合金，都属于混合物，说法正确； C、炼钢的原理：高温条件下降低碳含量，炼铁的原理：利用一氧化碳的还原性，夺走氧化铁中的氧元素，说法错误； D、合金的硬度比组成且纯金属的硬度大，生铁比纯铁的硬度大，说法正确； 故选：C。 题组B 能力提升练 1．（23-24九年级下·重庆合川·阶段练习）磁铁矿石（含Fe3O4）是常用的炼铁原料，工业上可通过反应，将其中的Fe3O4转化为Fe。下列说法正确的是（    ） A．具有还原性 B．该反应属于置换反应 C．Fe3O4具有还原性 D．该反应中元素的化合价均为+3 【答案】A 【详解】A、该反应中，CO从Fe3O4中得到O，使Fe3O4被还原为Fe，表现CO的还原性，正确； B、反应物CO和Fe3O4均为化合物，生成物Fe为单质、CO2为化合物，置换反应的特征为单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物，错误； C、该反应中，Fe3O4中的O被CO夺取，使CO被氧化为CO2，表现Fe3O4的氧化性，错误； D、反应物Fe3O4中Fe的化合价为+3，生成物Fe的化合价为0，错误。 故选A。 2．如图为工业炼铁的流程。下列有关说法正确的是 A．焦炭的作用只有提供热量 B．高炉气不需要进行尾气处理 C．生成铁的化学方程式为4CO+Fe2O33Fe+4CO2 D．生铁和钢性质不同的原因是它们含碳量不同 【答案】D 【详解】A、炼铁时焦炭的作用是提供热量和产生CO，选项错误； B、高炉气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，需要进行尾气处理，选项错误； C、赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故生成铁的化学方程式为，选项错误； D、生铁和钢性质不同的原因是它们含碳量不同，选项正确； 故选D。 3．将草酸(化学式为H2C2O4，沸点约150℃，分解温度约190℃)隔绝空气加热，得到的混合物经充分冷却后，残余气体M(CO、CO2中的一种或两种)。为探究M的成分，设计如图所示实验。下列说法不正确的是 A．草酸是由碳、氢和氧元素组成的化合物 B．将甲、乙试管互换，则无法判断M中是否含有CO2 C．加热所得混合物经充分冷却，只是为了除去M中混有的水蒸气 D．除去装置丁，丙中固体变黑，也可以判断M中有CO 【答案】A 【详解】A、将草酸(化学式为H2C2O4，沸点约150℃，分解温度约190℃)隔绝空气加热，得到混合气体M，混合气体M通过试管甲，溶液变浑浊，证明有二氧化碳气体存在；气体通过丙装置，红色固体变黑色，丁中溶液变浑浊，则混合气体中有一氧化碳气体存在（一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳），一氧化碳和二氧化碳中含有碳元素和氧元素，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则说明草酸中含有碳、氧元素，无法确定是否含有氢元素，故A说法错误； B、若装置甲、乙位置互换，二氧化碳会被氢氧化钠溶液吸收，甲中澄清石灰水无变化，则无法判断M中是否含有CO2，故B说法正确； C、加热所得混合物经充分冷却，只是为了除去M中混有的水蒸气，得到干燥的一氧化碳和二氧化碳，故C说法正确； D、丙中固体变黑是因为和一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，除去装置丁，丙中固体变黑，也可以判断M中有CO，故D说法正确； 故选：A。 题组C 培优拔尖练 1．古文献记载的大鉴炉炼铁：“黑砂（主要成分为铁的氧化物）为本……时时旋下，用炭火以煅炼之。”如下图所示。下列说法错误的是 A．该黑砂中可能含有 B．木炭仅作为燃料提供热量 C．往通风道中鼓风能提高炉温 D．增加大鉴炉高度能提高铁的产量 【答案】B 【详解】A、铁的氧化物中，四氧化三铁为黑色，故该黑砂中可能含有Fe3O4，说法正确； B、木炭既作为燃料提供热量，同时又和二氧化碳反应生成一氧化碳，为炼铁提供还原性气体，说法错误； C、往通风道中鼓风，可以使木炭充分燃烧，故能提高炉温，说法正确； D、增加大鉴炉高度能提高铁的产量，说法正确。故选B。 2．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 【答案】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。 3．下列关于高炉炼铁的说法中正确的是 A．图中高炉炼铁的主要反应是3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ B．焦炭通过反应2C+O22CO提供了冶铁所需的热能，同时生成了还原剂CO C．炉气经过合理处理之后可用作气体燃料 D．高炉炼铁的产品是纯铁，可用来炼钢 【答案】C 【详解】A、高炉炼铁是利用一氧化碳还原铁的氧化物，主要反应是：，错误； B、焦炭通过提供了冶铁所需的热能，通过产生还原剂一氧化碳，错误； C、炉气中含有一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，所以经过合理处理之后可用作气体燃料，正确； D、高炉炼铁的产品是生铁，可用来炼钢，错误。 课后巩固练习 1．下列物质的用途主要体现物质的化学性质的是 A．焊锡用于焊接金属 B．焦炭炼铁 C．稀有气体制作闪光灯 D．氮气用于磁悬浮列车 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、焊锡可用于焊接金属，利用的是焊锡的熔点低，该性质是没有发生化学变化表现出来的性质属于物理性质，物质的用途是利用其物理性质，不符合题意； B、焦炭在高温下和铁矿石发生反应生成铁和二氧化碳气体，该过程中有发生化学变化，表现出来的性质属于化学性质，物质的用途是利用其化学性质还原性和可燃性，符合题意； C、稀有气体在通电的条件下发出五颜六色的光，可用于闪光灯，该性质是没有发生化学变化表现出来的性质属于物理性质，物质的用途是利用其物理性质，不符合题意； D、液氮的低温会使得导体导电性增强，可用于磁悬浮列车，是利用了其熔沸点低的物理性质，该性质是没有发生化学变化表现出来的性质属于物理性质，物质的用途是利用其物理性质，不符合题意； 故选B。 2．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 【答案】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。 3．化学实验操作要科学规范。下列实验操作不正确的是 A．称量烧碱固体时，将烧碱放在纸片上称量 B．处理实验剩余的药品时，放入指定的容器内 C．蒸发结晶过程中，停止加热时仍不断搅拌 D．实验室模拟炼铁时，先通入一氧化碳再进行加热 【答案】A 【详解】A、烧碱是氢氧化钠，氢氧化钠易潮解，应放在容器（如小烧杯、表面皿）中称量，操作不正确； B、实验剩余的药品不能放回原瓶，防止污染试剂，也不能随意丢弃，要放入指定容器内，操作正确； C、蒸发结晶过程中，停止加热时仍用玻璃棒不断搅拌是为了使均匀受热，防止局部过热，造成飞溅，操作正确； D、实验室模拟炼铁时，先通入一氧化碳排尽装置内的空气，再进行加热，防止加热时发生爆炸，操作正确。 故选：A。 4．虎年央视春晚舞蹈(只此青绿) 创作灵感源自宋代名画(千里江山图)。该画采用了炭黑、赭石(主要成分Fe2O3)、孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3)等矿物颜料。实验室现有炭黑和孔雀石的固体混合物，同学设计了如下探究实验，矿物颜料用于画作能避免虫蛀的主要原因 A．炭黑有吸附性 B．赭石有吸水性 C．孔雀石有毒性 【答案】C 【详解】A、炭黑具有吸附性，能吸附颜色和异味，但不能避免虫蛀，故选项不符合题意； B、赭石有吸水性，能吸水，但不能避免虫蛀，故选项不符合题意； C、孔雀石有毒性，则能避免虫蛀，故选项符合题意； 故选：C。 5.党的工作报告强调“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。某小组同学围绕铁的冶炼实现碳中和开展了项目式研究学习活动。 【研究一】 工业炼铁 【设计方案】 为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小组同学基于碳中和理念设计了一个 低碳行动方案，方案流程示意图如图1： (1)石灰石在高炉炼铁中主要作用是，将矿石中的 转变为滤渣。 (2)该方案的优点是除CO2、CO外，还可实现 （填物质化学式）的部分或全部循环利用； (3)焦炭是高炉炼铁的重要原料，高炉内如图反应3的化学方程式为① ，反应2体现了焦炭的② 性。 【研究二】 模拟工业炼铁（装置如图2） (4)下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的一项是 A．实验前先点燃酒精喷灯预热再通入一氧化碳 B．用燃着的酒精灯可减少CO污染空气 C．硬质玻璃管中红棕色固体变为黑色 D．实验过程中澄清石灰水也可以起到吸收二氧化碳的作用 【答案】(1)二氧化硅/SiO2 (2)CaCO3 (3) 还原 (4)A 【详解】（1）石灰石在高炉炼铁中主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（主要成分是硅酸钙）而除去； （2）由流程可知，该方案中的二氧化碳和碳酸钙（CaCO3）均能循环使用； （3）反应3发生的反应是氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，反应2中焦炭得到氧元素，体现了焦炭的还原性； （4）A、 实验前应先通入一氧化碳排尽装置内的空气，然后再点燃酒精喷灯预热，防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸，叙述错误，符合题意； B 、用燃着的酒精灯将尾气中的一氧化碳点燃，一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳，可以减少 CO 污染空气，叙述正确，不符合题意； C、氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，铁粉是黑色粉末，硬质玻璃管中红棕色的氧化铁固体被还原为黑色的铁粉，叙述正确，不符合题意； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验过程中澄清石灰水可以起到检验并吸收二氧化碳的作用，叙述正确，不符合题意。 故选A。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$