第1节 金属矿物及铁的冶炼 第1课时（同步讲义） 化学沪教版2024九年级上册

第6章 金属资源综合利用 第1节 金属矿物及铁的冶炼 第1课时 常见的金属矿物 铁冶炼的化学原理 教学目标 1.能认识大多数金属在自然界中以金属矿物的形式存在，知道一些常见的金属矿物（铁矿、铝矿）的主要化学成分。 2.能体会化学方法在金属冶炼中的重要作用。 重点和难点 重点：一氧化碳与氧化铁反应的原理。 难点：一氧化碳与氧化铁反应的原理、现象及注意事项。 ◆知识点一 常见的金属矿物 1.金属的分布及存在 （1）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）金属元素在自然界中一般以矿物的形式存在。 2.几种常见的金属矿物 项目 名称 主要成分的化学式 铁的矿物 赤铁矿 Fe2O3  磁铁矿 （具有磁性，能被磁铁吸引） Fe3O4  菱铁矿 FeCO3  黄铁矿 FeS2  铜的矿物 黄铜矿 CuFeS2  辉铜矿 Cu2S  孔雀石 Cu2(OH)2CO3  铝的矿物 铝土矿 Al(OH)3  明矾石 KAl(SO4)2⋅12H2O  3.金属冶炼：以金属矿物作为原料，通过一系列物理变化、化学变化可以得到相应的金属单质。而使金属矿物转化成金属的过程称为金属的冶炼。 教材拓展：金属越活泼，越不易被冶炼出来，故铝的利用比铜和铁晚得多。 即学即练 1．大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是 A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） B．炉甘石（主要成分是ZnCO3） C．铝土矿（主要成分是A12O3） D．赤铜矿（主要成分是Cu2O） 【答案】A 【详解】炼铁是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁，故矿石中必须含有铁元素； A、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）中含有铁元素，可用于炼铁，符合题意； B、 炉甘石（主要成分是ZnCO3）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意； C、 铝土矿（主要成分是A12O3） 中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意； D、 赤铜矿（主要成分是Cu2O）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意； 故选A。 2．以下列矿石（括号内为各种矿石主要成分的化学式）为原料，通过高温冶炼制取金属，在所产生的废气中，对空气造成污染较少，并不易造成酸雨危害的是（　　） A．赤铁矿[Fe2O3] B．黄铁矿（FeS2） C．方铅矿[PbS] D．黄铜矿[CuFeS2] 【答案】A 【解析】A、赤铁矿的化学式为Fe2O3，不含有硫元素，在冶炼时不会生成二氧化硫，所以不易形成酸雨，故A正确。 B、黄铁矿的化学式为FeS2，含有硫元素，在冶炼铁时会生成二氧化硫，所以能够形成酸雨，故B错误。 C、方铅矿的化学式为PbS，含有硫元素，在冶炼铁时会生成二氧化硫，所以能够形成酸雨，故C错误。 D、黄铜矿的化学式为CuFeS2，含有硫元素，在冶炼铁时会生成二氧化硫，所以能够形成酸雨，故D错误。 故选：A。 ◆知识点二 铁冶炼的化学原理 实验装置 ___________________________________________________ 实验现象 （1）红棕色粉末逐渐变成黑色； （2）澄清石灰水变浑浊； （3）尾气燃烧产生蓝色火焰 实验步骤 （1）检查装置的 气密性 。 （2）将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内，并固定装置。 （3）向玻璃管内通入 一氧化碳 气体，并点燃 酒精灯 。 （4）待装置内的空气完全排净后，点燃 酒精喷灯 给氧化铁加热。 （5）当玻璃管内红色粉末变为 黑色 时，停止加热。 （6）待玻璃管内的固体冷却至常温后，停止通入 一氧化碳 气体，并熄灭酒精灯。 化学方程式 （1）硬质玻璃管中：3CO+Fe2O3   2Fe+3CO2 （工业炼铁的主要原理）； （2）试管中：CO2+Ca(OH)2  = CaCO3↓+H2O ; （3）酒精灯处：2CO+O2  2CO2 （尾气处理） 固体产物检验 黑色粉末能被磁铁吸起，说明生成了铁 1.一氧化碳与氧化铁的反应[以氧化铁(Fe2O3) 为原料可以冶炼得到铁] 即学即练 1．如图是实验室模拟炼铁原理示意图，回答下列问题： （1）加热前先通CO的目的是 。 （2）实验时，玻璃管中的现象是 ，写出发生反应的化学方程式： 。 （3）酒精灯的作用是 。 【答案】 排尽装置中的空气，防止爆炸 固体由红棕色变为黑色 处理尾气中的一氧化碳，防止造成空气污染 【详解】（1）一氧化碳具有可燃性，加热前先通CO的目的是排尽装置中的空气，防止爆炸。 （2）一氧化碳在高温下和氧化铁反应生成二氧化碳和铁，；故玻璃管中的现象是固体由红棕色变为黑色。 （3）一氧化碳有剧毒，酒精灯的作用是处理尾气中的一氧化碳，防止造成空气污染。 2．实验室炼铁（一氧化碳还原氧化铁）装置：    (1)原理： 。 (2)现象(及方程式的解释)： ①玻璃管里红色粉末 ；化学方程式： 。 ②澄清石灰水 ；化学方程式： 。 ③点燃尾气时，产生 ；化学方程式： 。 【答案】(1) (2) 逐渐变成黑色 变浑浊 蓝色火焰 【详解】（1）一氧化碳在高温条件下还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，其化学方程式为：； （2）①氧化铁为红色粉末，在一氧化碳的还原作用下，逐渐还原成黑色的铁，其化学方程式为：； ②一氧化碳高温还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，其化学方程式为：； ③一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，需要进行尾气处理，点燃尾气，一氧化碳在空气中燃烧，产生蓝色火焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，其化学方程式为：。 一、尾气处理 一氧化碳是空气污染物，因此利用一氧化碳与金属氧化物反应的实验，一定要进行尾气处理，否则会造成环境污染。尾气处理方法一般有两种：一是将多余的一氧化碳点燃（如图A、B）；二是将多余的一氧化碳收集再利用（如图C）。 二、一氧化碳与氧化铁反应的注意事项 1.先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却的原因：防止石灰水倒流，使试管炸裂。（如果没有石灰水，则目的是防止生成高温的铁又被氧化。） 2.实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃酒精喷灯的原因是：排出装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时爆炸。 3.判断反应中生成物质的方法：取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。 4.酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度） 实践应用 1.铁的冶炼 (1)冶炼原理：在高温条件下，用还原剂 从铁的氧化物中将铁还原出来。化学方程式： 注意掌握CO与Fe2O3反应的探究实验(如图所示) (I)实验现象： ① 。 ② 。 (Ⅱ)操作步骤： ①先通CO排除装置内的空气。②加热。③停止加热。④停止通CO。 (Ⅲ)思考：①为什么要先排除装置内的空气？原因： 。 ②尾气的主要成分是 ，应该怎样处理： 。 炼铁设备：高炉。 (2)炼铁的原料： 、 、 。在炼铁高炉中发生的主要化学反应有：、、 【答案】(1) CO 红色物质变为黑色 澄清石灰水变浑浊 排走空气，防止CO加热时发生爆炸 CO 点燃 (2) 铁矿石 焦炭 石灰石 【详解】（1）反应原理是在高温下，用还原剂一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应反应的化学方程式为； (I)实验现象：①高温下一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，所以实验现象为硬质玻璃管内红棕色粉末逐渐变黑； ②生成的二氧化碳与澄清石灰水反应，能观察到试管内的澄清石灰水变浑浊； (Ⅲ)思考：①实验中先通一氧化碳再加热，是为了排尽装置内的空气，防止CO加热时发生爆炸； ②尾气中主要成分是未反应的一氧化碳，因一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳燃烧后生成无毒的二氧化碳，所以必须对尾气进行点燃或用气球收集的处理； （2）工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 2.化学兴趣小组在实验室用下图所示装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验。 (1)写出①装置中玻璃管内发生反应的化学方程式 。 (2)实验过程中要先通入纯净的 CO，后点燃酒精喷灯加热的目的是 。 (3)下列有关该实验的说法正确的是___________ 。(填字母) A．装置①处玻璃管内黑色粉末变红 B．一氧化碳发生氧化反应 C．实验结束时，先停止通入 CO，后熄灭酒精喷灯 D．澄清石灰水可以检验生成物 CO2 E．酒精灯将尾气点燃，气体燃烧，产生淡蓝色火焰 (4)酒精灯的作用是 ； 【答案】(1) (2)排净玻璃管内的空气，防止加热时混合气体发生爆炸 (3)BDE (4)点燃未反应的一氧化碳，防止其污染空气 【详解】（1）氧化铁与一氧化碳在高温条件反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （2）实验过程中要先通入纯净的 CO，后点燃酒精喷灯加热的目的是排净玻璃管内的空气，防止加热时混合气体发生爆炸； （3）A、装置①中氧化铁与一氧化碳在高温条件反应生成铁和二氧化碳，玻璃管内红色粉末变黑 ，错误； B、氧化铁与一氧化碳在高温条件反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳得到了氧，发生氧化反应，正确； C、为防止生成铁重新氧化，实验结束时，先熄灭酒精喷灯，后停止通入 CO直至冷却，错误； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水可以检验生成物 CO2，正确； E、酒精灯将尾气中存在一氧化碳，点燃，气体燃烧，产生淡蓝色火焰，正确。故选：BDE。 （4）一氧化碳有毒，酒精灯的作用是点燃未反应的一氧化碳，防止其污染空气。 考点一 常见的金属矿物 【例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 【答案】B 【详解】铝土矿含铝元素，主要成分是氧化铝，故选B。 解题要点 本知识点主要考察常见的金属矿物的主要成分，解题时注意铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质。 通过计算可知磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿的主要成分中铁元素的质量分数分别为：72.4%、70%、46.7%，因此从铁元素含量较高，且“有害元素”少来分析选择；其中适合炼铁的是磁铁矿、赤铁矿。 【变式1-1】同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是 A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．孔雀石 D．铝土矿 【答案】B 【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，其主要成分的化学式为Fe2O3，故选项不符合题意； B、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其主要成分的化学式为Fe3O4，故选项符合题意； C、孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，其主要成分的化学式为Cu2(OH)2CO3，故选项不符合题意； D、铝土矿的主要成分是氧化铝，其主要成分的化学式为Al2O3，故选项不符合题意。 故选B。 【变式1-2】下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是 A．铝 B．铁 C．金 D．银 【答案】B 【详解】A、铝的化学性质比较活泼，在自然界主要以化合物形式存在，但是提炼量不是最大，不符合题意； B、铁在自然界主要以化合物形式存在，且铁是年产量最高的金属，符合题意； C、金的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意； D、银的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意。 故选B。 考点二 实验室冶炼金属 【例2】一氧化碳还原氧化铁实验如图，下列说法不正确的是 A．实验开始时应先通入一氧化碳，后加热玻璃管 B．实验中玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变成黑色 C．该实验装置的缺陷是没有尾气处理装置 D．铁丝网罩的作用是防止烫伤实验人员 【答案】D 【详解】A、开始时应先通入CO后加热玻璃管，目的是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，说法正确，不符合题意； B、一氧化碳具有还原性，能在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验中玻璃管内红棕色粉末变为黑色，说法正确，不符合题意； C、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验中缺少尾气处理装置，说法正确，不符合题意。 D、铁丝网罩的作用是集中火焰，获得高温，不是防止烫伤实验人员，说法错误，符合题意。 故选D。 解题要点 本知识点主要考察对实验室炼铁相关知识的掌握，解答题目时应注意实验室模拟炼铁时：（1）实验开始时要先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，以排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。 （2）实验结束时，应先停止加热，并继续通一氧化碳直至装置冷却，以防止生成的铁又被空气中的氧气氧化;同时防止试管中的澄清石灰水倒吸进入灼热的硬质玻璃管内，使硬质玻璃管炸裂。 （3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，否则会污染空气，因此装置中必须有尾气处理装置。尾气处理可用收集法（用气球或排水法收集尾气）或燃烧法（将尾气点燃烧掉或用于加热氧化铁）。 【变式2-1】如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是（　　） A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成 B．该反应中，失去氧的物质是CO C．CO具有可燃性 D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小 【答案】B 【解析】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，故选项说法正确。 B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应中，失去氧的物质是氧化铁，故选项说法错误。 C、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，常在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯，是为了点燃尾气，利用的是一氧化碳具有可燃性，故选项说法正确。 D、一氧化碳具有还原性，高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，随着反应的进行，硬质玻璃管中固体质量逐渐减小，故选项说法正确。 故选：B。 【变式2-2】如图是一氧化碳还原氧化铁的装置图 (1)玻璃管内的现象是 。 (2)澄清石灰水的作用是 。 (3)尾气点燃会造成能源浪费，请你提出一个更合理的尾气处理方法 。 (4)实验开始时，先通一氧化碳，再加热的原因是 。 【答案】(1)红棕色粉末逐渐变黑色 (2)检验是否有二氧化碳生成 (3)用气球收集（合理即可） (4)防止一氧化碳与其中的空气混合后，加热时发生爆炸 【详解】（1）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，会观察到玻璃管内的红色物质变成黑色； （2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水的作用是检验是否有二氧化碳生成； （3）除了直接点燃的方法除去CO外，还可以在导管末端连一气球（或贮气瓶）将尾气收集起来； （4）用一氧化碳还原氧化铁时,应先通一氧化碳，排尽玻璃管内的空气，然后点燃酒精灯，这样操作的目的是防止一氧化碳与其中的空气混合后，被加热时发生爆炸。 基础达标 1．常见的金属矿石赤铁矿的主要成分是(    ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeCO3 D．Al2O3 【答案】A 【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，符合题意； B、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，不符合题意； C、菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁，不符合题意； D、铝土矿的主要成分是氧化铝，不符合题意。 故选A。 2．下列物质中不能与发生反应的是 A．灼热的焦炭 B．石蕊试液 C．澄清的石灰水 D．一氧化碳 【答案】D 【详解】A、二氧化碳能与灼热的焦炭反应生成一氧化碳，不符合题意； B、二氧化碳能与紫色石蕊试液中的水反应生成碳酸，不符合题意； C、二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙和水，不符合题意； D、二氧化碳不能与一氧化碳反应，符合题意。 故选D。 3．如图所示，小文利用长柄W形玻璃管完成了一氧化碳与氧化铁反应的实验。已知：甲酸在热浓硫酸的作用下分解生成一氧化碳和水。下列有关说法错误的是    A．该实验具有节约药品、清洁环保、操作简单等优点 B．网罩的作用是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度 C．一氧化碳能夺取氧化铁中的氧，具有氧化性 D．实验中可观察到红色粉末变成黑色 【答案】C 【详解】A、该微型实验，能节约药品，具有药品用量少、清洁环保、操作简单等优点，故选项说法正确； B、灯罩的作用是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度，故选项说法正确； C、A处发生的反应中，一氧化碳夺取氧化铁中的氧，发生氧化反应，本身具有还原性，故选项说法错误； D、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，A处可观察到的实验现象是红色粉末变成黑色，故选项说法正确。 故选：C。 4．如图是炼铁的实验装置，以下说法错误的是    A．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应 B．实验过程中硬质玻璃管内可观察到黑色粉末逐渐变成红色 C．导管末端的酒精灯，目的是处理残余的一氧化碳，防止污染空气 D．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排出装置内的空气，防止爆炸 【答案】B 【详解】A、玻璃管中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，其中氧化铁失去了氧，发生了还原反应，说法正确； B、由于氧化铁是红棕色，铁粉是黑色，则玻璃管内的现象是红棕色粉末变黑色，说法错误； C、由于一氧化碳有毒，会污染空气，则尾部加一台燃着的酒精灯，目的是除去一氧化碳，防止污染空气，说法正确； D、实验开始先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，说法正确。 故选B。 5．同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是 A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．孔雀石 D．铝土矿 【答案】B 【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，其主要成分的化学式为Fe2O3，故选项不符合题意； B、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其主要成分的化学式为Fe3O4，故选项符合题意； C、孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，其主要成分的化学式为Cu2(OH)2CO3，故选项不符合题意； D、铝土矿的主要成分是氧化铝，其主要成分的化学式为Al2O3，故选项不符合题意。 故选B。 6．钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验，下列说法不正确的是（ ）    A．该实验还需要增加尾气处理装置 B．加热前应先通入一段时间的CO，目的是排尽装置内的空气，防止发生爆炸 C．NaOH溶液的作用是检验反应后的产物 D．反应结束后，应先停止加热，继续通入CO至固体冷却为止 【答案】C 【详解】A、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集，故选项说法正确； B、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法正确； C、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，无明显现象；NaOH溶液的作用不是检验反应后的产物，而是吸收二氧化碳，故选项说法错误； D、实验结束时应先熄灭酒精灯，要继续通入一氧化碳，直至固体冷却，以防止生成的铁再次被氧化，故选项说法正确。 故选C。 7．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。 8.下图为还原的微型装置示意图．则A处V形管内的固体粉末由 色逐渐变黑，A处发生反应的化学方程式为 ;为防止尾气污染空气，可将尾气点燃，化学方程式为 ． 【答案】 红棕 【详解】一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故A处V型管内的固体粉末由红棕色逐渐变黑； 该反应的化学方程式为：； 尾气中的一氧化碳会污染空气，一氧化碳燃烧生成无毒的二氧化碳，化学方程式为：。 9．下图是一氧化碳还原氧化铁反应的实验装置图，回答下列问题： (1)该实验开始加热前应该 ，其目的是排净管内空气，防止爆炸。 (2)写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式 。玻璃管中产生的现象是 色粉末逐渐变成 色。同时澄清石灰水变 ，尾部酒精灯火焰颜色呈现 色。 (3)反应结束后撤离酒精喷灯，持续通入一段时间一氧化碳目的是 。 (4)尾部酒精灯的作用是 ，此处发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1)先通一会儿CO (2) 红 黑 浑浊 蓝 (3)防止还原出的高温的铁粉被再次氧化 (4) 处理尾气CO（燃烧CO，防止排放到空气中污染空气） 【详解】（1）一氧化碳具有可燃性，与氧气（或空气）混合，在加热或点燃时可能发生爆炸，该实验开始加热前应该先通一会儿一氧化碳，其目的是排净管内空气，防止爆炸； （2）一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式：；玻璃管中产生的现象是红棕色粉末逐渐变成黑色；二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，同时澄清石灰水变浑浊，尾部酒精灯火焰颜色呈现蓝色； （3）反应结束后撤离酒精喷灯，持续通入一段时间一氧化碳目的是防止生成的铁再次被氧化。 （4）一氧化碳具有毒性，在空气中燃烧能生成没有毒性的二氧化碳，尾部酒精灯的作用是处理尾气CO（或燃烧CO），防止一氧化碳污染空气，此处发生反应的化学方程式为。 10．CO还原Fe2O3实验 (1)操作步骤：实验开始时要先通入 ，以排净玻璃管中的空气，避免加热时发生 ；实验结束时应先 ，继续通入一氧化碳至冷却至室温，防止 。 (2)实验现象：红色的氧化铁粉末变为 ，澄清的石灰水 ，反应的化学方程式为 。 (3)工业冶铁：设备： 。原料： 、 、 ，一起加入高炉，通入空气，在高温下，利用炉内反应生成的 把铁从铁矿石中还原出来。 【答案】(1) 一氧化碳 爆炸 停止加热 高温的铁被氧化 (2) 黑色 变浑浊 (3) 高炉 铁矿石 焦炭 石灰石 一氧化碳 【详解】（1）一氧化碳不纯，燃烧时易爆炸，实验开始时要先通入一氧化碳，以排净玻璃管中的空气，避免加热时发生爆炸；实验结束时应先停止加热，继续通入一氧化碳至冷却至室温，防止高温的铁被氧化； （2）一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，实验过程中能观察到：红色的氧化铁粉末变为黑色，澄清的石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：； （3）工业冶铁的设备是高炉，原料：铁矿石、焦炭、石灰石，一起加入高炉，通入空气，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，利用一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来。 11．如图是一氧化碳还原氧化铁的实验。    (1)写出A处反应的化学方程式 。 (2)从环保角度考虑，写出一种尾气处理方法 。 【答案】(1) (2)在装置末尾加酒精灯点燃除去剩余一氧化碳或在装置末尾增加气球收集尾气 【详解】（1）A中氧化铁和一氧化碳高温反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为。 （2）一氧化碳是空气污染物，实验中无法被全部消耗。一氧化碳具有可燃性，则可如图在装置末尾加酒精灯点燃除去剩余一氧化碳。也可以在装置末尾增加气球收集尾气。 12．如图所示为炼铁的实验装置，按下列要求进行回答： （1）写出有标号的仪器名称： ① ； ② 。 （2）A 处硬质玻璃管中观察到的现象： ；B 装置中观察到澄清石灰水 ；装置C的作用是 ，气体燃烧看到 色火焰。 （3）写出B、C两部分发生反应的化学方程式：B ，C 。 【答案】 铁架台 酒精灯 红色固体表面逐渐变黑 变浑浊 进行尾气处理 淡蓝 CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O 2CO＋O22CO2 【详解】（1）标号的仪器名称：①铁架台；②酒精灯。 （2）A 处硬质玻璃管中一氧化碳高温还原氧化铁产生铁和二氧化碳，观察到的现象：红色固体表面逐渐变黑； 二氧化碳与澄清的石灰水反应产生碳酸钙和水，B 装置中观察到澄清石灰水变浑浊； 一氧化碳有毒，未参加反应的一氧化碳气体不能直接排放到空气中，装置C的作用是进行尾气处理，一氧化碳气体燃烧看到淡蓝色火焰。 （3）B二氧化碳与澄清的石灰水反应产生碳酸钙和水的化学方程式：CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O； C一氧化碳在空气中燃烧产生二氧化碳的化学方程式：2CO＋O22CO2。 综合应用 13.某兴趣小组利用如图所示的微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法正确的是 A．实验时应先点燃酒精喷灯，后将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中 B．实验过程中观察到黑色固体逐渐变红 C．实验中观察到滤纸条变蓝，说明有二氧化碳生成 D．气球的主要作用是防止尾气逸出污染空气 【答案】D 【详解】A、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，故实验时应先将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中，后点燃酒精喷灯，目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，不符合题意； B、一氧化碳具有还原性，高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，不符合题意； C、二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红色，实验中观察到滤纸条变红，说明有二氧化碳生成，不符合题意； D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，气球的主要作用是收集尾气，防止尾气逸出污染空气，符合题意。 故选D。 14．用如图所示的微型实验装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验。下列说法中正确的是（    ）    A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B．实验中A处粉末由红色逐渐变为黑色 C．生成的铁和二氧化碳质量比为14:11 D．B处的澄清石灰水可检验CO2并吸收CO 【答案】B 【详解】A、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法错误； B、一氧化碳具有还原性，高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，故选项说法正确； C、反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，该反应中生成的铁和二氧化碳质量比为（56×2）：（44×3）=28：33，故选项说法错误； D、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，b处澄清石灰水变浑浊，但一氧化碳不能和澄清的石灰水反应，故选项说法错误。 故选B。 15.根据下列实验装置，回答问题： (1)写出实验室用MnO2作催化剂加热氯酸钾制取O2的化学方程式 ，若用A装置收集O2，应从 （填“a”或“b”）管口通入O2。 (2)图B为W形玻璃管“微型”实验装置，现用于实验室制取CO2及其性质实验，写出装置中制取CO2的化学方程式： ，以及在Fe2O3处发生反应的化学方程式： 。写出该微型实验装置的一个优点： 。 【答案】(1) a (2) 操作简便（合理即可） 【详解】（1）氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为，氧气的密度大于空气，若用A装置收集O2，应从a管口通入O2，故填：；a； （2）石灰石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为；二氧化碳与碳在高温条件下生成一氧化碳，一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，该实验装置具有操作简便、节约药品等优点，故填：；；操作简便（合理即可）。 16.化学小组设计如下实验，探究温度对CO和反应产物的影响。 甲、乙两实验中(固定装置略)，所取氧化铁的质量相等，同时开始加热，观察到两组实验中的红色粉末均全部变黑后，同时停止加热，持续通入CO冷却至室温；再分别用甲、乙反应后所得黑色粉末继续实验，实验现象如下表所示。 资料：①酒精喷灯火焰的温度高于酒精灯； ②铁的氧化物均能与盐酸反应，其中只有能被磁铁吸引。 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 取少量黑色粉末，用磁铁吸引 黑色粉末全部被吸引 黑色粉末全部被吸引 2 另取少量黑色粉末，加入足量溶液 黑色粉末全部消失，有红色固体产生 …… (1)从实验安全角度考虑，甲、乙实验还需增加的装置是 。 (2)甲组反应后玻璃管中黑色粉末是 ，判断的依据是 。乙组所得黑色粉末是铁和四氧化三铁的混合物，则表中乙组步骤2中应观察到的实验现象是 。 (3)某同学认为，向甲、乙实验反应后的黑色粉末中加入足量稀盐酸，若能观察到黑色粉末全部消失，有气泡产生，可证明黑色粉末是铁。你是否同意该观点，说明理由。 (4)本次探究活动的结论是 。 【答案】(1)尾气处理装置(答案合理即可) (2) 铁/Fe 步骤2中黑色粉末全部消失，有红色固体产生 黑色粉末部分消失，有红色固体产生 (3)不同意，无法排除四氧化三铁的存在(答案合理即可) (4)在其他条件一定时，温度越高，生成铁的量越多(答案合理即可) 【详解】（1）一氧化碳具有毒性，不能直接排放到空气中，甲、乙实验中都有一氧化碳排出，从实验安全角度考虑，还需增加的装置是尾气处理装置(答案合理即可)； （2）铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，四氧化三铁不能硫酸铜反应，甲组反应后玻璃管中黑色粉末是铁（或Fe），判断的依据是步骤2中黑色粉末全部消失，有红色固体产生；乙组所得黑色粉末是铁和四氧化三铁的混合物，则表中乙组步骤2中应观察到的实验现象是黑色粉末部分消失，有红色固体产生； （3）根据“铁的氧化物均能与盐酸反应”和四氧化三铁、铁粉都是黑色粉末可知，向甲、乙实验反应后的黑色粉末中加入足量稀盐酸，若能观察到黑色粉末全部消失，有气泡产生，不可证明黑色粉末是铁；理由是无法排除四氧化三铁的存在(答案合理即可)； （4）根据“酒精喷灯火焰的温度高于酒精灯”，和一氧化碳、氧化铁用酒精喷灯加热生成铁，用酒精灯加热生成铁和四氧化三铁的混合物，从而说明：在其他条件一定时，温度越高，生成铁的量越多(答案合理即可)。 17.化学是一门以实验为基础的科学，请回答下列问题。(固定装置略)。 (1)写出上图中仪器①的名称： 。 (2)实验室可用A装置来制取二氧化碳，其原理用化学方程式表示为 ；实践中可以用G装置代替A，G和A装置相比最显著的优点是 。 (3)兴趣小组还利用上图装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行研究。 ①在先通入干燥的CO2一段时间后，先点燃 处酒精喷灯(填“B”或“E”)。 ②实验过程中，发现B装置中粉末减少，E装置中 ，F装置中观察到的现象为 ，证明CO与Fe2O3发生了化学反应。其中E处反应的化学方程式为 。 ③实验装置C的作用是 。 ④某同学认为上述装置有缺陷，需进行改进的方法是 。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) 可以控制反应的发生与停止 (3) B 红色固体中有黑色固体出现 澄清石灰水变浑浊 除去未参与反应的二氧化碳 在F装置a处连接气囊或放一燃着酒精灯 【详解】（1）由图知，仪器①是长颈漏斗，故填：长颈漏斗。 （2）实验室可用A装置来制取二氧化碳时，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙水、和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故①填：。 G装置中，关闭活塞试管内气压变大，试管内的液体压回长颈漏斗，反应停止，打开活塞，气体排出，液体流回试管，反应开始，G和A装置相比最显著的优点是可以控制反应的发生与停止，故②填：可以控制反应的发生与停止。 （3）B中二氧化碳与碳高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，若不纯点燃易爆炸，所以先通入干燥的CO2一段时间后，先点燃B处的酒精喷灯，故①填：B。 实验过程中，B中二氧化碳与碳高温下反应生成一氧化碳，则B装置中粉末减少，，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，则E装置中红色固体中有黑色固体出现，二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，则F装置中观察到的现象为澄清石灰水变浑浊，故②填：红色固体中有黑色固体出现，③填：澄清石灰水变浑浊，④填：。 氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，则装置C中的氢氧化钠溶液的作用是除去未参与反应的二氧化碳，故⑤填：除去未参与反应的二氧化碳。 因为尾气中含有未反应的一氧化碳，一氧化碳有毒性，所以为了防止污染空气，在F装置a处连接气囊或放一燃着酒精灯，故⑥填：在F装置a处连接气囊或放一燃着酒精灯。 拓展培优 18．兴趣小组同学按下图(夹持与加热装置已省略)进行实验室模拟炼铁实验。 【实验操作】 ①连接装置，检查装置的气密性。 ②在硬质玻璃管A处放入少量氧化铁粉末。夹取一块木炭放于距离A处约1cm左右的B处。 ③注射器2、3活塞均推到顶。用注射器1缓慢通入二氧化碳至观察到烧杯中石灰水变浑浊，关闭止水夹K1、K2。 ④打开高温喷枪先后加热玻璃管B、A处，轻微推拉注射器2、3，当观察到A处产生明显现象后停止加热。 ⑤推拉注射器2、3，待玻璃管内物质冷却后，用注射器1抽取管内剩余气体。 ⑥取少量A处固体检验成分。 【交流讨论】 (1)实验中木炭的作用可用化学方程式表示为 。 (2)操作③中观察到烧杯中石灰水变浑浊后再停止通二氧化碳的目的是 。 (3)操作④中观察到A处的明显现象指的是 。 (4)操作⑤中注射器1抽取管内剩余气体的目的是 。 (5)操作⑥中证明A处固体中有单质铁的操作和现象是 。 【拓展延伸】同学们查阅资料得知一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。同学们利用SDTQ热分析仪对CO与Fe2O3进行热反应测定，并利用所得数据绘制成固体质量与反应温度的关系曲线如图所示。请根据图象分析回答下列问题。 (6)温度控制在200℃~400℃范围时，固体质量没有发生变化，原因是 。 (7)500℃~600℃时残留固体的成分是为Fe3O4。写出固体质量由48.0g变为46.4g时的化学方程式 。 (8)m的数值为 。 【答案】(1) (2)排净装置内的空气，使其充满二氧化碳，防止加热时发生爆炸 (3)红棕色固体变成黑色 (4)防止一氧化碳污染空气 (5)把适量固体加入试管中，加入足量稀盐酸，产生气泡，溶液由无色变成浅绿色，说明固体中含有铁（合理即可） (6)没有达到反应温度 (7) (8)33.6 【详解】（1）在高温下木炭和二氧化碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：； （2）一氧化碳有可燃性，跟空气混合加热能发生爆炸，所以操作③中观察到烧杯中石灰水变浑浊后再停止通二氧化碳的目的是：排净装置内的空气，使其充满二氧化碳，防止加热时发生爆炸； （3）一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，观察到A处的明显现象是：红棕色固体变成黑色； （4）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，所以操作⑤中注射器1抽取管内剩余气体的目的是：防止一氧化碳污染空气； （5）铁能和盐酸反应生成氢气，故方案为：把适量固体加入试管中，加入足量稀盐酸，产生气泡，溶液由无色变成浅绿色，说明固体中含有铁（合理即可）； （6）由图可知，温度达到400℃时，反应开始，则温度控制在200℃～400℃范围时，固体质量没有发生变化的原因是：没有达到反应温度； （7）在500℃~600℃时，一氧化碳和氧化铁反应生成四氧化三铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （8）由图可知，最终氧化铁全部转化为铁，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，则反应生成铁的质量与氧化铁中铁元素的质量相同，所以m的质量为：。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6章 金属资源综合利用 第1节 金属矿物及铁的冶炼 第1课时 常见的金属矿物 铁冶炼的化学原理 教学目标 1.能认识大多数金属在自然界中以金属矿物的形式存在，知道一些常见的金属矿物（铁矿、铝矿）的主要化学成分。 2.能体会化学方法在金属冶炼中的重要作用。 重点和难点 重点：一氧化碳与氧化铁反应的原理。 难点：一氧化碳与氧化铁反应的原理、现象及注意事项。 ◆知识点一 常见的金属矿物 1.金属的分布及存在 （1）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）金属元素在自然界中一般以矿物的形式存在。 2.几种常见的金属矿物 项目 名称 主要成分的化学式 铁的矿物 赤铁矿 Fe2O3  磁铁矿 （具有磁性，能被磁铁吸引） Fe3O4  菱铁矿 FeCO3  黄铁矿 FeS2  铜的矿物 黄铜矿 CuFeS2  辉铜矿 Cu2S  孔雀石 Cu2(OH)2CO3  铝的矿物 铝土矿 Al(OH)3  明矾石 KAl(SO4)2⋅12H2O  3.金属冶炼：以金属矿物作为原料，通过一系列物理变化、化学变化可以得到相应的金属单质。而使金属矿物转化成金属的过程称为金属的冶炼。 教材拓展：金属越活泼，越不易被冶炼出来，故铝的利用比铜和铁晚得多。 即学即练 1．大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是 A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） B．炉甘石（主要成分是ZnCO3） C．铝土矿（主要成分是A12O3） D．赤铜矿（主要成分是Cu2O） 2．以下列矿石（括号内为各种矿石主要成分的化学式）为原料，通过高温冶炼制取金属，在所产生的废气中，对空气造成污染较少，并不易造成酸雨危害的是（　　） A．赤铁矿[Fe2O3] B．黄铁矿（FeS2） C．方铅矿[PbS] D．黄铜矿[CuFeS2] ◆知识点二 铁冶炼的化学原理 1.一氧化碳与氧化铁的反应[以氧化铁(Fe2O3) 为原料可以冶炼得到铁] 实验装置 ___________________________________________________ 实验现象 （1）红棕色粉末逐渐变成黑色； （2）澄清石灰水变浑浊； （3）尾气燃烧产生蓝色火焰 实验步骤 （1）检查装置的 气密性 。 （2）将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内，并固定装置。 （3）向玻璃管内通入 一氧化碳 气体，并点燃 酒精灯 。 （4）待装置内的空气完全排净后，点燃 酒精喷灯 给氧化铁加热。 （5）当玻璃管内红色粉末变为 黑色 时，停止加热。 （6）待玻璃管内的固体冷却至常温后，停止通入 一氧化碳 气体，并熄灭酒精灯。 化学方程式 （1）硬质玻璃管中：3CO+Fe2O3   2Fe+3CO2 （工业炼铁的主要原理）； （2）试管中：CO2+Ca(OH)2  = CaCO3↓+H2O ; （3）酒精灯处：2CO+O2  2CO2 （尾气处理） 固体产物检验 黑色粉末能被磁铁吸起，说明生成了铁 即学即练 1．如图是实验室模拟炼铁原理示意图，回答下列问题： （1）加热前先通CO的目的是 。 （2）实验时，玻璃管中的现象是 ，写出发生反应的化学方程式： 。 （3）酒精灯的作用是 。 2．实验室炼铁（一氧化碳还原氧化铁）装置：    (1)原理： 。 (2)现象(及方程式的解释)： ①玻璃管里红色粉末 ；化学方程式： 。 ②澄清石灰水 ；化学方程式： 。 ③点燃尾气时，产生 ；化学方程式： 。 一、尾气处理 一氧化碳是空气污染物，因此利用一氧化碳与金属氧化物反应的实验，一定要进行尾气处理，否则会造成环境污染。尾气处理方法一般有两种：一是将多余的一氧化碳点燃（如图A、B）；二是将多余的一氧化碳收集再利用（如图C）。 二、一氧化碳与氧化铁反应的注意事项 1.先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却的原因：防止石灰水倒流，使试管炸裂。（如果没有石灰水，则目的是防止生成高温的铁又被氧化。） 2.实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃酒精喷灯的原因是：排出装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时爆炸。 3.判断反应中生成物质的方法：取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。 4.酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度） 实践应用1.铁的冶炼 (1)冶炼原理：在高温条件下，用还原剂 从铁的氧化物中将铁还原出来。化学方程式： 注意掌握CO与Fe2O3反应的探究实验(如图所示) (I)实验现象： ① 。 ② 。 (Ⅱ)操作步骤： ①先通CO排除装置内的空气。②加热。③停止加热。④停止通CO。 (Ⅲ)思考：①为什么要先排除装置内的空气？原因： 。 ②尾气的主要成分是 ，应该怎样处理： 。 炼铁设备：高炉。 (2)炼铁的原料： 、 、 。在炼铁高炉中发生的主要化学反应有：、、 2.化学兴趣小组在实验室用下图所示装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验。 (1)写出①装置中玻璃管内发生反应的化学方程式 。 (2)实验过程中要先通入纯净的 CO，后点燃酒精喷灯加热的目的是 。 (3)下列有关该实验的说法正确的是___________ 。(填字母) A．装置①处玻璃管内黑色粉末变红 B．一氧化碳发生氧化反应 C．实验结束时，先停止通入 CO，后熄灭酒精喷灯 D．澄清石灰水可以检验生成物 CO2 E．酒精灯将尾气点燃，气体燃烧，产生淡蓝色火焰 (4)酒精灯的作用是 ； 考点一 常见的金属矿物 【例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 解题要点 本知识点主要考察常见的金属矿物的主要成分，解题时注意铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质。 通过计算可知磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿的主要成分中铁元素的质量分数分别为：72.4%、70%、46.7%，因此从铁元素含量较高，且“有害元素”少来分析选择；其中适合炼铁的是磁铁矿、赤铁矿。 【变式1-1】同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是 A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．孔雀石 D．铝土矿 【变式1-2】下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是 A．铝 B．铁 C．金 D．银 考点二 实验室冶炼金属 【例2】一氧化碳还原氧化铁实验如图，下列说法不正确的是 A．实验开始时应先通入一氧化碳，后加热玻璃管 B．实验中玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变成黑色 C．该实验装置的缺陷是没有尾气处理装置 D．铁丝网罩的作用是防止烫伤实验人员 解题要点 本知识点主要考察对实验室炼铁相关知识的掌握，解答题目时应注意实验室模拟炼铁时：（1）实验开始时要先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，以排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。 （2）实验结束时，应先停止加热，并继续通一氧化碳直至装置冷却，以防止生成的铁又被空气中的氧气氧化;同时防止试管中的澄清石灰水倒吸进入灼热的硬质玻璃管内，使硬质玻璃管炸裂。 （3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，否则会污染空气，因此装置中必须有尾气处理装置。尾气处理可用收集法（用气球或排水法收集尾气）或燃烧法（将尾气点燃烧掉或用于加热氧化铁）。 【变式2-1】如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是（　　） A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成 B．该反应中，失去氧的物质是CO C．CO具有可燃性 D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小 【变式2-2】如图是一氧化碳还原氧化铁的装置图 (1)玻璃管内的现象是 。 (2)澄清石灰水的作用是 。 (3)尾气点燃会造成能源浪费，请你提出一个更合理的尾气处理方法 。 (4)实验开始时，先通一氧化碳，再加热的原因是 。 基础达标 1．常见的金属矿石赤铁矿的主要成分是(    ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeCO3 D．Al2O3 2．下列物质中不能与发生反应的是 A．灼热的焦炭 B．石蕊试液 C．澄清的石灰水 D．一氧化碳 3．如图所示，小文利用长柄W形玻璃管完成了一氧化碳与氧化铁反应的实验。已知：甲酸在热浓硫酸的作用下分解生成一氧化碳和水。下列有关说法错误的是    A．该实验具有节约药品、清洁环保、操作简单等优点 B．网罩的作用是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度 C．一氧化碳能夺取氧化铁中的氧，具有氧化性 D．实验中可观察到红色粉末变成黑色 4．如图是炼铁的实验装置，以下说法错误的是    A．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应 B．实验过程中硬质玻璃管内可观察到黑色粉末逐渐变成红色 C．导管末端的酒精灯，目的是处理残余的一氧化碳，防止污染空气 D．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排出装置内的空气，防止爆炸 5．同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是 A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．孔雀石 D．铝土矿 6．钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验，下列说法不正确的是（ ）    A．该实验还需要增加尾气处理装置 B．加热前应先通入一段时间的CO，目的是排尽装置内的空气，防止发生爆炸 C．NaOH溶液的作用是检验反应后的产物 D．反应结束后，应先停止加热，继续通入CO至固体冷却为止 7．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 8.下图为还原的微型装置示意图．则A处V形管内的固体粉末由 色逐渐变黑，A处发生反应的化学方程式为 ;为防止尾气污染空气，可将尾气点燃，化学方程式为 ． 9．下图是一氧化碳还原氧化铁反应的实验装置图，回答下列问题： (1)该实验开始加热前应该 ，其目的是排净管内空气，防止爆炸。 (2)写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式 。玻璃管中产生的现象是 色粉末逐渐变成 色。同时澄清石灰水变 ，尾部酒精灯火焰颜色呈现 色。 (3)反应结束后撤离酒精喷灯，持续通入一段时间一氧化碳目的是 。 (4)尾部酒精灯的作用是 ，此处发生反应的化学方程式为 。 10．CO还原Fe2O3实验 (1)操作步骤：实验开始时要先通入 ，以排净玻璃管中的空气，避免加热时发生 ；实验结束时应先 ，继续通入一氧化碳至冷却至室温，防止 。 (2)实验现象：红色的氧化铁粉末变为 ，澄清的石灰水 ，反应的化学方程式为 。 (3)工业冶铁：设备： 。原料： 、 、 ，一起加入高炉，通入空气，在高温下，利用炉内反应生成的 把铁从铁矿石中还原出来。 11．如图是一氧化碳还原氧化铁的实验。    (1)写出A处反应的化学方程式 。 (2)从环保角度考虑，写出一种尾气处理方法 。 12．如图所示为炼铁的实验装置，按下列要求进行回答： （1）写出有标号的仪器名称： ① ； ② 。 （2）A 处硬质玻璃管中观察到的现象： ；B 装置中观察到澄清石灰水 ；装置C的作用是 ，气体燃烧看到 色火焰。 （3）写出B、C两部分发生反应的化学方程式：B ，C 。 综合应用 13.某兴趣小组利用如图所示的微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法正确的是 A．实验时应先点燃酒精喷灯，后将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中 B．实验过程中观察到黑色固体逐渐变红 C．实验中观察到滤纸条变蓝，说明有二氧化碳生成 D．气球的主要作用是防止尾气逸出污染空气 14．用如图所示的微型实验装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验。下列说法中正确的是（    ）    A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 B．实验中A处粉末由红色逐渐变为黑色 C．生成的铁和二氧化碳质量比为14:11 D．B处的澄清石灰水可检验CO2并吸收CO 15.根据下列实验装置，回答问题： (1)写出实验室用MnO2作催化剂加热氯酸钾制取O2的化学方程式 ，若用A装置收集O2，应从 （填“a”或“b”）管口通入O2。 (2)图B为W形玻璃管“微型”实验装置，现用于实验室制取CO2及其性质实验，写出装置中制取CO2的化学方程式： ，以及在Fe2O3处发生反应的化学方程式： 。写出该微型实验装置的一个优点： 。 16.化学小组设计如下实验，探究温度对CO和反应产物的影响。 甲、乙两实验中(固定装置略)，所取氧化铁的质量相等，同时开始加热，观察到两组实验中的红色粉末均全部变黑后，同时停止加热，持续通入CO冷却至室温；再分别用甲、乙反应后所得黑色粉末继续实验，实验现象如下表所示。 资料：①酒精喷灯火焰的温度高于酒精灯； ②铁的氧化物均能与盐酸反应，其中只有能被磁铁吸引。 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 取少量黑色粉末，用磁铁吸引 黑色粉末全部被吸引 黑色粉末全部被吸引 2 另取少量黑色粉末，加入足量溶液 黑色粉末全部消失，有红色固体产生 …… (1)从实验安全角度考虑，甲、乙实验还需增加的装置是 。 (2)甲组反应后玻璃管中黑色粉末是 ，判断的依据是 。乙组所得黑色粉末是铁和四氧化三铁的混合物，则表中乙组步骤2中应观察到的实验现象是 。 (3)某同学认为，向甲、乙实验反应后的黑色粉末中加入足量稀盐酸，若能观察到黑色粉末全部消失，有气泡产生，可证明黑色粉末是铁。你是否同意该观点，说明理由。 (4)本次探究活动的结论是 。 17.化学是一门以实验为基础的科学，请回答下列问题。(固定装置略)。 (1)写出上图中仪器①的名称： 。 (2)实验室可用A装置来制取二氧化碳，其原理用化学方程式表示为 ；实践中可以用G装置代替A，G和A装置相比最显著的优点是 。 (3)兴趣小组还利用上图装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行研究。 ①在先通入干燥的CO2一段时间后，先点燃 处酒精喷灯(填“B”或“E”)。 ②实验过程中，发现B装置中粉末减少，E装置中 ，F装置中观察到的现象为 ，证明CO与Fe2O3发生了化学反应。其中E处反应的化学方程式为 。 ③实验装置C的作用是 。 ④某同学认为上述装置有缺陷，需进行改进的方法是 。 拓展培优 18．兴趣小组同学按下图(夹持与加热装置已省略)进行实验室模拟炼铁实验。 【实验操作】 ①连接装置，检查装置的气密性。 ②在硬质玻璃管A处放入少量氧化铁粉末。夹取一块木炭放于距离A处约1cm左右的B处。 ③注射器2、3活塞均推到顶。用注射器1缓慢通入二氧化碳至观察到烧杯中石灰水变浑浊，关闭止水夹K1、K2。 ④打开高温喷枪先后加热玻璃管B、A处，轻微推拉注射器2、3，当观察到A处产生明显现象后停止加热。 ⑤推拉注射器2、3，待玻璃管内物质冷却后，用注射器1抽取管内剩余气体。 ⑥取少量A处固体检验成分。 【交流讨论】 (1)实验中木炭的作用可用化学方程式表示为 。 (2)操作③中观察到烧杯中石灰水变浑浊后再停止通二氧化碳的目的是 。 (3)操作④中观察到A处的明显现象指的是 。 (4)操作⑤中注射器1抽取管内剩余气体的目的是 。 (5)操作⑥中证明A处固体中有单质铁的操作和现象是 。 【拓展延伸】同学们查阅资料得知一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。同学们利用SDTQ热分析仪对CO与Fe2O3进行热反应测定，并利用所得数据绘制成固体质量与反应温度的关系曲线如图所示。请根据图象分析回答下列问题。 (6)温度控制在200℃~400℃范围时，固体质量没有发生变化，原因是 。 (7)500℃~600℃时残留固体的成分是为Fe3O4。写出固体质量由48.0g变为46.4g时的化学方程式 。 (8)m的数值为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $