第1节 金属矿物及铁的冶炼 第2课时（同步讲义）化学沪教版2024九年级上册

第5章 奇妙的二氧化碳 第1节 金属矿物及铁的冶炼 第2课时 铁的冶炼及相关计算 教学目标 1..能体会化学方法在金属冶炼中的重要作用。 2.简要叙述工业炼铁的反应原理。 重点和难点 重点：工业炼铁的反应原理。 难点：实验室模拟炼铁和工业炼铁的区别。 ◆知识点一 工业炼铁 （1）设备：高炉 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 ①焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度 ②石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去。 ③高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。 （3）反应原理：A区发生反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；A区发生反应的化学方程式为C＋O2CO2、C＋CO22CO （4）出铁口为什么低于炉渣出口？因为炉渣密度小于铁水的密度 教材拓展：通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。 即学即练 1．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 2．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。高炉炼铁实验中的问题 （1）由下图可知，原料有铁矿石、焦炭、石灰石和 。 （2）赤铁矿与一氧化碳反应的化学方程式为 。 ◆知识点二 工业炼铁中含杂质的相关计算 1.计算步骤 （1）设：按题意设未知量。 （2）写：写出题中反应的化学方程式。 （3）找：找出相关反应物和生成物的质量关系。 （4）比：建立含有未知量的比例关系。 （5）求和答：求得未知量，利用相关公式计算出含杂质的物质质量，并作答。 2.遇到含杂质的不纯物质时，需将不纯物质的质量换算成纯净物的质量，才能代入化学方程式按质量比进行计算。常用的计算公式如下： a．纯净物的质量=混合物的质量×纯度 3.示例：工业上计划生产含杂质4%的生铁350t，则需储备含氧化铁80%的赤铁矿原料至少不低于多少？根据化学方程式计算并写出解题过程 解题步骤 书写格式 设：按题意设未知量 解：生铁中铁的质量是：，设需要氧化铁的质量是x。 写：写出题中反应的化学方程式                          找：找出相关反应物和生成物的质量关系 比：建立含有未知量的比例关系 求和答：求得未知量，并作答 𝑥=480 t  赤铁矿原料为： 答：赤铁矿原料至少不低于600t。 即学即练 1．金属材料广泛应用于生产生活中。铁矿石有多种，如赤铁矿（主要成分Fe2O3）和磁铁矿（主要成分Fe3O4）等。 （1）写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式_____。 （2）冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是_____t（结果精确到0.1）。 2．金属锰大量用于制造锰钢。地壳中含锰的矿石有软锰矿，软锰矿的主要成分是二氧化锰。金属锰可用软锰矿跟铝反应来制取，其反应为3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn。 （1）用100t含MnO278.3%的软锰矿石，可冶炼出多少t锰（准确至0.1t，下同）。 （2）实际冶炼出的锰是含有5%杂质的粗锰，则实际得到多少t粗锰。 一、实验室模拟炼铁和工业炼铁比较 1.原料、产物不同：工业炼铁原料和产物都是混合物，实验室炼铁原料和产物都是纯净物。 2.设备不同：工业炼铁设备是高炉，实验室炼铁用玻璃管。 3.温度不同：工业炼铁内温度高，实验室炼铁玻璃管内温度较低。 4.对环境影响不同：工业炼铁对环境影响大，实验室炼铁对环境影响小。 5.操作难易程度不同：工业炼铁工艺复杂，实验室炼铁操作简单。 二、金属的其他冶炼方法 1.湿法冶金 我国古代曾记载“曾青得铁则化为铜”，“曾青”是指含铜的化合物的溶液，该过程发生的是置换反应，例如：Fe+CuSO4 =Cu+ FeSO4 +CuSO4 2.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： 2Al2O34Al+3O2↑ 3.热还原法（氧化还原法） 许多金属（如锰、锌、铁、镍和铅等）的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应，如：CuO+CO Cu+CO2 实践应用 1．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 2.实验室用如图装置模拟炼铁，下列说法正确的是 A．图1中先点燃酒精喷灯再通一氧化碳 B．图1硬质玻璃管中的现象是黑色固体变红 C．图2中焦炭的作用是还原氧化铁 D．图2中排出的高炉废气中可能含有有毒的 考点一 工业炼铁 【例1】炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示： 请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是 A．工业炼铁的设备是高炉 B．生成铁的主要反应是：CO+Fe2O3Fe+CO2 C．生铁属于混合物 D．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳 解题要点 本知识点主要考察对工业炼铁相关知识的掌握，解答题目时应注意工业炼铁过程中涉及到多个化学反应，主要有：C＋O2CO2　 C＋CO22CO　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 ；此过程得到的产品是生铁（混合物）。 【变式1-1】如图为《天工开物》中描绘我国古代炼铁的场景。下列说法错误的是 A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素 B．焦炭只起提供热量的作用 C．炼铁中的原理可为 D．炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积，反应更加充分 【变式1-2】工业上利用赤铁矿石（主要成分是Fe2O3，还含少量SiO2等杂质冶炼生铁的过程如图所示。下列说法正确的是    A．生铁比纯铁硬度小、熔点高 B．高炉气体有毒，会形成酸雨 C．焦炭的作用是除去SiO2等杂质 D．炼铁的原理是 考点二 含杂质的相关计算 【例2】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，可炼出铁的质量为： A．140t B．200t C．560t D．800t 解题要点 本知识点主要考察对二氧化碳的性质与用途的关系掌握，解答题目时应注意性质与用途需相对应得上，以及区分好其用途所体现的是化学性质还是物理性质。 【变式2-1】工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。 (1)赤铁矿（主要成分为Fe2O3）在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。 (2)计算： ① 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是 t； ②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁 t。 基础达标 1．下列有关工业炼铁的叙述中，不正确的是 A．炼铁用的设备是高炉 B．炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石 C．炼铁最终得到的生铁是混合物 D．炼铁所用的铁矿石中铁元素的质量分数: 赤铁矿（Fe2O3）>磁铁矿（Fe3O4） 2．下图是实验室模拟工业炼铁的装置图，下列说法不正确的是 A．通入的CO要先验纯 B．实验开始时，应先通CO，再点燃酒精喷灯 C．应把尾气通入水中，以除去尾气中的CO D．实验中，B处红棕色粉末变黑，C处变浑浊 3．用铁矿石炼铁时，把赤铁矿石、石灰石一起加入高炉，并通入空气，在高温下反应，其中不可能发生的化学反应是（　　） A．C+O2CO2 B．2Fe2O3=4Fe+3O2↑ C．2C+O22CO D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 4．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 5．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是 A．充分加热，a处固体由黑色变为红色 B．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 C．可用水吸收尾气中的CO D．反应结束后，应立即停止通CO 6．下图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是 A．B处玻璃管内发生的化学反应是利用CO的还原性 B．在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中的空气 C．该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色 D．该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气 7．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁(夹持仪器未画出)，下列说法正确的是 A．实验开始时，应先点燃酒精灯，再通入纯净的一氧化碳 B．反应过程中可观察到，a处固体由黑色逐渐变为红色，b处的澄清石灰水变浑浊 C．实验结束时，应该在停止加热之后，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却 D．一氧化碳有毒，可用水吸收尾气中的一氧化碳，防止其污染空气 8．用铁矿石炼铁时，把赤铁矿石、石灰石一起加入高炉，并通入空气，在高温下反应，其中不可能发生的化学反应是（　　） A．C+O2CO2 B．2Fe2O3=4Fe+3O2↑ C．2C+O22CO D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 9．化学兴趣小组的同学模仿工业炼铁原理，设计如图实验。下列有关说法不正确的是 A．实验开始先通入CO，再点燃酒精喷灯 B．红棕色的粉末逐渐变黑色 C．关闭止水夹一段时间后注射器内溶液变浑浊 D．装置中气球的作用是收集CO2，防止污染空气 10．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 11．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 12．点燃铝热剂(铝粉和氧化铁粉末的混合物)能释放大量的热量，生成熔融状态的铁可用来修补铁轨，反应如下：，其中发生还原反应的是 A． B． C． D． 13．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是 A．充分加热，a处固体由黑色变为红色 B．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 C．可用水吸收尾气中的CO D．反应结束后，应立即停止通CO 14．某钢铁厂用赤铁矿炼制生铁，炼制过程中损失4%的铁元素，若要生产出含纯铁96%的生铁560t。需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为（　　） A．800t B．921.6t C．960t D．1000t 15．用1000t含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，可炼出铁的质量为： A．140t B．200t C．560t D．800t 16．铁是应用最广泛的金属，通过冶炼铁矿可以得到铁。 (1)高炉是工业炼铁的主要设备（如图1）。 ①高炉炼铁中，焦炭的作用是 。 ②写出高炉中以赤铁矿为原料得到铁的化学方程式： 。    (2)实验室用氧化铁粉末模拟炼铁（如图2）。 ①实验开始前，先通入CO一段时间后，再点燃酒精喷灯，原因 。 ②反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象： ； 。 ③实验中常常在装置的末端加一个酒精灯（灯捻处在导气管口）这样做的目的是 。 ④实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是 。 17．如图为工业炼铁示意图。    （1）用化学方程式表示高炉炼铁的原理 。 （2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是什么 ？ （3）冶炼过程中焦炭的作用是什么 ？ 18．如图是模拟工业炼铁的微型装置。酒精喷灯加热部分发生反应的化学方程式为 ；在上述反应中，氧化铁发生了 （填“氧化”或“还原”）反应；装置中气球的作用是 。 19．金属材料广泛应用于生产生活中。铁矿石有多种，如赤铁矿（主要成分Fe2O3）和磁铁矿（主要成分Fe3O4）等。 （1）写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式_____。 （2）冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是_____t（结果精确到0.1）。 20．工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。 (1)赤铁矿（主要成分为Fe2O3）在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。 (2)计算： ① 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是 t； ②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁 t。 综合应用 21．化学兴趣小组的同学模仿工业炼铁原理，设计如图实验。下列有关说法不正确的是 A．实验开始先通入CO，再点燃酒精喷灯 B．红棕色的粉末逐渐变黑色 C．关闭止水夹一段时间后注射器内溶液变浑浊 D．装置中气球的作用是收集CO2，防止污染空气 22．运用所学知识回答问题 (1)工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、 及焦炭，其中焦炭的作用有 、 。 (2)请你利用如图中提供的3个数据，自拟一道有关化学方程式的计算题，并写出解答过程 。 拓展培优 23．钢铁是目前世界上使用最多的金属材料。我国早在春秋战国时期就开始炼铁、应用金属铁。 炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料放入高炉，在高温条件下，炼铁，反应过程如下图所示。则回答： （1）原料中焦炭在第①②步中都要用到，则焦炭的作用是 。在冶炼反应过程中应先 (填“加热”或“通入CO”)，其目的 。 （2）当反应进行一段时间后，第③步中出现的现象为 ，该反应化学方程式为 。冶炼铁时除CO外，还可用 等物质来还原赤铁矿中的氧化铁。 （3）中国钢铁公司为了测定朝鲜茂山铁矿的优质赤铁矿中氧化铁的质量分数。公司实验室取该赤铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应，测得反应后固体物质的质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质不参加反应）。则赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为 。 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5章 奇妙的二氧化碳 第1节 金属矿物及铁的冶炼 第2课时 铁的冶炼及相关计算 教学目标 1..能体会化学方法在金属冶炼中的重要作用。 2.简要叙述工业炼铁的反应原理。 重点和难点 重点：工业炼铁的反应原理。 难点：实验室模拟炼铁和工业炼铁的区别。 ◆知识点一 工业炼铁 （1）设备：高炉 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 ①焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度 ②石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去。 ③高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。 （3）反应原理：A区发生反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；A区发生反应的化学方程式为C＋O2CO2、C＋CO22CO （4）出铁口为什么低于炉渣出口？因为炉渣密度小于铁水的密度 教材拓展：通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。 即学即练 1．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。 故选C。 2．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。高炉炼铁实验中的问题 （1）由下图可知，原料有铁矿石、焦炭、石灰石和 。 （2）赤铁矿与一氧化碳反应的化学方程式为 。 【答案】 热空气 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【详解】（1）由图可知，原料有铁矿石、焦炭、石灰石和热空气； （2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁能与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为： ◆知识点二 工业炼铁中含杂质的相关计算 1.计算步骤 （1）设：按题意设未知量。 （2）写：写出题中反应的化学方程式。 （3）找：找出相关反应物和生成物的质量关系。 （4）比：建立含有未知量的比例关系。 （5）求和答：求得未知量，利用相关公式计算出含杂质的物质质量，并作答。 2.遇到含杂质的不纯物质时，需将不纯物质的质量换算成纯净物的质量，才能代入化学方程式按质量比进行计算。常用的计算公式如下： a．纯净物的质量=混合物的质量×纯度 3.示例：工业上计划生产含杂质4%的生铁350t，则需储备含氧化铁80%的赤铁矿原料至少不低于多少？根据化学方程式计算并写出解题过程 解题步骤 书写格式 设：按题意设未知量 解：生铁中铁的质量是：，设需要氧化铁的质量是x。 写：写出题中反应的化学方程式                          找：找出相关反应物和生成物的质量关系 比：建立含有未知量的比例关系 求和答：求得未知量，并作答 𝑥=480 t  赤铁矿原料为： 答：赤铁矿原料至少不低于600t。 即学即练 1．金属材料广泛应用于生产生活中。铁矿石有多种，如赤铁矿（主要成分Fe2O3）和磁铁矿（主要成分Fe3O4）等。 （1）写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式_____。 （2）冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是_____t（结果精确到0.1）。 【答案】【答题空1】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 【答题空2】1714.3t 【详解】①赤铁矿石中的主要成分是Fe2O3，Fe2O3与一氧化碳反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； ②冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，设理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是x。 解得x= 1714.3t； 理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是1714.3t。 2．金属锰大量用于制造锰钢。地壳中含锰的矿石有软锰矿，软锰矿的主要成分是二氧化锰。金属锰可用软锰矿跟铝反应来制取，其反应为3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn。 （1）用100t含MnO278.3%的软锰矿石，可冶炼出多少t锰（准确至0.1t，下同）。 （2）实际冶炼出的锰是含有5%杂质的粗锰，则实际得到多少t粗锰。 【答案】（1）49.5t；（2）52.1t 【详解】（1）解：设生成锰的质量为x 答：用100t含MnO278.3%的软锰矿石，可冶炼出多少49.5t的锰。 （2）粗锰的质量为49.5t÷（1-5%）≈52.1t 答：实际得到52.1t粗锰。 一、实验室模拟炼铁和工业炼铁比较 1.原料、产物不同：工业炼铁原料和产物都是混合物，实验室炼铁原料和产物都是纯净物。 2.设备不同：工业炼铁设备是高炉，实验室炼铁用玻璃管。 3.温度不同：工业炼铁内温度高，实验室炼铁玻璃管内温度较低。 4.对环境影响不同：工业炼铁对环境影响大，实验室炼铁对环境影响小。 5.操作难易程度不同：工业炼铁工艺复杂，实验室炼铁操作简单。 二、金属的其他冶炼方法 1.湿法冶金 我国古代曾记载“曾青得铁则化为铜”，“曾青”是指含铜的化合物的溶液，该过程发生的是置换反应，例如：Fe+CuSO4 =Cu+ FeSO4 +CuSO4 2.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： 2Al2O34Al+3O2↑ 3.热还原法（氧化还原法） 许多金属（如锰、锌、铁、镍和铅等）的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应，如：CuO+CO Cu+CO2 实践应用 1．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。 2.实验室用如图装置模拟炼铁，下列说法正确的是 A．图1中先点燃酒精喷灯再通一氧化碳 B．图1硬质玻璃管中的现象是黑色固体变红 C．图2中焦炭的作用是还原氧化铁 D．图2中排出的高炉废气中可能含有有毒的 【答案】D 【详解】A、按照题图1进行实验，先通一氧化碳将空气排出，防止加热时气体不纯发生爆炸，故A错误； B、硬质玻璃管中固体物质氧化铁为红棕色，被一氧化碳还原后变为黑色的铁粉，故现象是红棕色固体变黑，故 B错误； C、工业炼铁中原料焦炭燃烧生成二氧化碳并放出大量的热，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，焦炭的作用是提供热量和生成一氧化碳，故C错误； D、焦炭不完全燃烧生成一氧化碳，故图2中排出的高炉废气中可能含有有毒的CO，故D正确。 故选：D。 考点一 工业炼铁 【例1】炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示： 请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是 A．工业炼铁的设备是高炉 B．生成铁的主要反应是：CO+Fe2O3Fe+CO2 C．生铁属于混合物 D．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳 【答案】B 【详解】A、工业炼铁的设备是高炉，故A不符合题意； B、高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化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：，故B符合题意； C、生铁是由铁、碳等混合而成，属于混合物，故C不符合题意； D、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，所以焦炭的作用是：提供热量和制取一氧化碳，故D不符合题意。 故选B。 解题要点 本知识点主要考察对工业炼铁相关知识的掌握，解答题目时应注意工业炼铁过程中涉及到多个化学反应，主要有：C＋O2CO2　 C＋CO22CO　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 ；此过程得到的产品是生铁（混合物）。 【变式1-1】如图为《天工开物》中描绘我国古代炼铁的场景。下列说法错误的是 A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素 B．焦炭只起提供热量的作用 C．炼铁中的原理可为 D．炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积，反应更加充分 【答案】B 【详解】A、地壳含量较多的元素（前四种）按含量从高到低的排序为：氧、硅、铝、铁，铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素，故选项说法正确； B、碳与氧气反应生成二氧化碳，放出热量；二氧化碳与焦炭高温下反应生成一氧化碳；因此工业炼铁中焦炭除了起到提供热量的作用，还可将二氧化碳还原为一氧化碳，为反应提供还原剂，故选项说法错误； C、炼铁的原理可以是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故选项说法正确； D、炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积，反应更加充分，故选项说法正确。 故选B。 【变式1-2】工业上利用赤铁矿石（主要成分是Fe2O3，还含少量SiO2等杂质冶炼生铁的过程如图所示。下列说法正确的是    A．生铁比纯铁硬度小、熔点高 B．高炉气体有毒，会形成酸雨 C．焦炭的作用是除去SiO2等杂质 D．炼铁的原理是 【答案】B 【详解】A、合金硬度大于成分金属，生铁比纯铁硬度大、熔点低，错误； B、高炉气体含有毒气体二氧化硫、一氧化碳，二氧化硫会和水形成酸性物质，会形成酸雨，正确； C、石灰石的作用是除去SiO2等杂质，错误； D、反应条件为高温，不是加热，错误。 故选B。 考点二 含杂质的相关计算 【例2】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，可炼出铁的质量为： A．140t B．200t C．560t D．800t 【答案】C 【详解】设可炼出铁的质量为x。 x=560t 故选：C。 解题要点 本知识点主要考察对二氧化碳的性质与用途的关系掌握，解答题目时应注意性质与用途需相对应得上，以及区分好其用途所体现的是化学性质还是物理性质。 【变式2-1】工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。 (1)赤铁矿（主要成分为Fe2O3）在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。 (2)计算： ① 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是 t； ②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁 t。 【答案】(1) (2) 4200 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量为5000t×84%=4200t； 解：设4200t氧化铁理论上可炼出含铁98％的生铁的质量为x 答：可炼出生铁3000t 【详解】（1）赤铁矿在高炉里反应生成单质铁的反应为一氧化碳和氧化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：； （2）①见答案； ②见答案。 基础达标 1．下列有关工业炼铁的叙述中，不正确的是 A．炼铁用的设备是高炉 B．炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石 C．炼铁最终得到的生铁是混合物 D．炼铁所用的铁矿石中铁元素的质量分数: 赤铁矿（Fe2O3）>磁铁矿（Fe3O4） 【答案】D 【详解】A、炼铁用的设备是高炉，故选项A正确； B、炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石，故选项B正确； C、炼铁最终得到的是生铁，生铁中除铁外，还含有其他物质，是混合物，故选项C正确； D、炼铁所用的铁矿石赤铁矿（Fe2O3）中铁元素的质量分数为 磁铁矿（Fe3O4）中铁元素的质量分数为，铁矿石中铁元素的质量分数: 赤铁矿（Fe2O3）<磁铁矿（Fe3O4），故选项D不正确。 故选：D。 2．下图是实验室模拟工业炼铁的装置图，下列说法不正确的是 A．通入的CO要先验纯 B．实验开始时，应先通CO，再点燃酒精喷灯 C．应把尾气通入水中，以除去尾气中的CO D．实验中，B处红棕色粉末变黑，C处变浑浊 【答案】C 【详解】A、一氧化碳有可燃性，不纯点燃时会发生爆炸，则通入的CO要先验纯，故选项说法正确。 B、实验开始时，应先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯，以排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法正确。 C、图中缺少尾气处理装置，但不能把尾气通入盛有水中，因为一氧化碳难溶于水、不与水反应，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，会观察到B处红棕色固体变黑，C处变浑浊（二氧化碳和氢氧化钙反应产生碳酸钙和水），故选项说法正确。 故选：C。 3．用铁矿石炼铁时，把赤铁矿石、石灰石一起加入高炉，并通入空气，在高温下反应，其中不可能发生的化学反应是（　　） A．C+O2CO2 B．2Fe2O3=4Fe+3O2↑ C．2C+O22CO D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【答案】B 【详解】炼铁过程中，发生的反应有：在点燃条件下，碳和氧气充分反应生成二氧化碳，不充分反应生成一氧化碳；在高温的条件下，二氧化碳和碳能够反应生成一氧化碳；在高温的条件下氧化铁和一氧化碳能够反应生成铁和二氧化碳，氧化铁不能分解生成铁和氧气。故选B。 4．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 【答案】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。 5．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是 A．充分加热，a处固体由黑色变为红色 B．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 C．可用水吸收尾气中的CO D．反应结束后，应立即停止通CO 【答案】B 【详解】A、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体由红色变为黑色，故选项错误； B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可以用澄清石灰水，故选项正确； C、一氧化碳不与水反应，不能用水吸收CO，故选项错误； D、应当先停止加热，等到固体冷却后再停止通CO，防止生成的铁被氧化，故选项错误。 故选：B。 6．下图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是 A．B处玻璃管内发生的化学反应是利用CO的还原性 B．在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中的空气 C．该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色 D．该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气 【答案】C 【详解】A、因为B处玻璃管发生的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁。故利用的是一氧化碳的还原性。故A正确； B、因为加热一氧化碳和空气、氧气的混合物会发生爆炸。所以需要在点燃酒精喷灯之前通入一氧化碳气体。故B正确； C、因为B处发生的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁。氧化铁为红棕色，铁为黑色，所以观察到的现象是固体由红色变为黑色。故C错误； D、因为反应生成的二氧化碳和澄清的石灰水反应，被吸收。但是通入的一氧化碳并没有处理装置，会污染空气。故D正确。 故选C。’ 7．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁(夹持仪器未画出)，下列说法正确的是 A．实验开始时，应先点燃酒精灯，再通入纯净的一氧化碳 B．反应过程中可观察到，a处固体由黑色逐渐变为红色，b处的澄清石灰水变浑浊 C．实验结束时，应该在停止加热之后，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却 D．一氧化碳有毒，可用水吸收尾气中的一氧化碳，防止其污染空气 【答案】C 【详解】A、一氧化碳不纯时点燃会发生爆炸，则实验开始时，应先通入一氧化碳后再点燃酒精灯，错误； B、一氧化碳能与红色的氧化铁反应生成黑色的铁和二氧化碳，且二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象为a处固体由红色逐渐变为黑色，b处的澄清石灰水变浑浊，错误； C、实验结束时，为防止反应生成的，灼热的铁被氧化，应该停止加热之后继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却，正确； D、一氧化碳有毒，一氧化碳难溶于水，不可用水吸收尾气中的一氧化碳，防止其污染空气，错误。 故选C。 8．用铁矿石炼铁时，把赤铁矿石、石灰石一起加入高炉，并通入空气，在高温下反应，其中不可能发生的化学反应是（　　） A．C+O2CO2 B．2Fe2O3=4Fe+3O2↑ C．2C+O22CO D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【答案】B 【详解】炼铁过程中，发生的反应有：在点燃条件下，碳和氧气充分反应生成二氧化碳，不充分反应生成一氧化碳；在高温的条件下，二氧化碳和碳能够反应生成一氧化碳；在高温的条件下氧化铁和一氧化碳能够反应生成铁和二氧化碳，氧化铁不能分解生成铁和氧气。故选B。 9．化学兴趣小组的同学模仿工业炼铁原理，设计如图实验。下列有关说法不正确的是 A．实验开始先通入CO，再点燃酒精喷灯 B．红棕色的粉末逐渐变黑色 C．关闭止水夹一段时间后注射器内溶液变浑浊 D．装置中气球的作用是收集CO2，防止污染空气 【答案】D 【详解】A、CO不纯时，燃烧易爆炸，实验开始先通入CO，是为了排尽装置内的空气，防止爆炸，说法正确； B、氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，红棕色的粉末逐渐变黑色，说法正确； C、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，关闭止水夹，二氧化碳进入注射器，与澄清石灰水反应，可观察到澄清石灰水变浑浊，说法正确； D、气球是为了收集CO，防止污染空气，说法错误。 故选D。 10．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。 11．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 【答案】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。 12．点燃铝热剂(铝粉和氧化铁粉末的混合物)能释放大量的热量，生成熔融状态的铁可用来修补铁轨，反应如下：，其中发生还原反应的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在中，氧化铁中的氧被夺去，发生还原反应，故选A。 13．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是 A．充分加热，a处固体由黑色变为红色 B．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 C．可用水吸收尾气中的CO D．反应结束后，应立即停止通CO 【答案】B 【详解】A、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体由红色变为黑色，故选项错误； B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可以用澄清石灰水，故选项正确； C、一氧化碳不与水反应，不能用水吸收CO，故选项错误； D、应当先停止加热，等到固体冷却后再停止通CO，防止生成的铁被氧化，故选项错误。 故选：B。 14．某钢铁厂用赤铁矿炼制生铁，炼制过程中损失4%的铁元素，若要生产出含纯铁96%的生铁560t。需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为（　　） A．800t B．921.6t C．960t D．1000t 【答案】D 【分析】由要生产出含纯铁96%的生铁的质量、铁的质量分数，根据赤铁矿炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量。 【详解】设需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为x Fe2O316080%x＋3CO高温__2Fe112560t×96%＋3CO2 x＝960t 炼制过程中损失4%的铁元素，则最终需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为960t÷（1﹣4%）＝1000t。 故选：D。 15．用1000t含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，可炼出铁的质量为： A．140t B．200t C．560t D．800t 【答案】C 【详解】设可炼出铁的质量为x。 x=560t 故选：C。 16．铁是应用最广泛的金属，通过冶炼铁矿可以得到铁。 (1)高炉是工业炼铁的主要设备（如图1）。 ①高炉炼铁中，焦炭的作用是 。 ②写出高炉中以赤铁矿为原料得到铁的化学方程式： 。    (2)实验室用氧化铁粉末模拟炼铁（如图2）。 ①实验开始前，先通入CO一段时间后，再点燃酒精喷灯，原因 。 ②反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象： ； 。 ③实验中常常在装置的末端加一个酒精灯（灯捻处在导气管口）这样做的目的是 。 ④实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是 。 【答案】(1) 提高热源并且将二氧化碳转化为还原剂一氧化碳 (2) 排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 红棕色粉末逐渐变黑 澄清石灰水变浑浊 防止没反应的CO散逸出后污染空气 防止生成的铁在高温条件下再次被氧化 【详解】（1）高炉炼铁中，焦炭燃烧生成二氧化碳，燃烧过程中放出大量的热，所以焦炭的作用是提供热源并且将二氧化碳转化为还原剂一氧化碳；高炉炼铁中发生的反应是； （2）①一氧化碳是可燃性气体，点燃前一定要检验一氧化碳的浓度，所以实验开始前，先通入CO一段时间后，再点燃酒精喷灯，原因排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；②反应生成二氧化碳和铁单质，硬质试管中的现象是红棕色粉末逐渐变黑，生成的气体通入澄清石灰水中，会使澄清石灰石变浑浊；③在装置的末端加一个酒精灯是为了防止没反应的CO散逸出后污染空气，酒精灯能将没反应完的一氧化碳点燃；④实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是防止生成的铁在高温条件下再次被氧化。 17．如图为工业炼铁示意图。    （1）用化学方程式表示高炉炼铁的原理 。 （2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是什么 ？ （3）冶炼过程中焦炭的作用是什么 ？ 【答案】 增大与反应物的接触面积，使反应更充分 提供热量，提供还原剂 【详解】（1）高炉炼铁是利用CO高温下将氧化铁还原成铁，反应的化学方程式为：。故填： ； （2）固体原料粉碎后，可以增大与反应物的接触面积，使反应加充分。故填：增大与反应物的接触面积，使反应更充分； （3）在冶炼过程中，焦炭燃烧提供热量，并与燃烧生成的CO2反应生成CO，提供还原剂将氧化铁还原。故填：提供热量，提供还原剂。 18．如图是模拟工业炼铁的微型装置。酒精喷灯加热部分发生反应的化学方程式为 ；在上述反应中，氧化铁发生了 （填“氧化”或“还原”）反应；装置中气球的作用是 。 【答案】 还原 防止实验过程中空气跟玻璃管内的物质接触，还能收集尾气以及平衡装置内外压强 【详解】碳具有还原性，其在高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。在上述反应中，氧化铁失去氧变成单质铁，发生还原反应。因为碳粉能和空气中的氧气反应生成二氧化碳、一氧化碳等碳的氧化物，空气中也含有少量二氧化碳，所以装置中气球能防止玻璃管内的物质在实验过程中和空气接触，使实验结论更严谨；又因为反应中可能生成一氧化碳这样的空气污染物，所以气球还有收集尾气，防止污染空气的作用；另外气球还能平衡装置内外压强。 19．金属材料广泛应用于生产生活中。铁矿石有多种，如赤铁矿（主要成分Fe2O3）和磁铁矿（主要成分Fe3O4）等。 （1）写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式_____。 （2）冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是_____t（结果精确到0.1）。 【答案】【答题空1】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 【答题空2】1714.3t 【详解】①赤铁矿石中的主要成分是Fe2O3，Fe2O3与一氧化碳反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； ②冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，设理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是x。 解得x= 1714.3t； 理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是1714.3t。 20．工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。 (1)赤铁矿（主要成分为Fe2O3）在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。 (2)计算： ① 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是 t； ②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁 t。 【答案】(1) (2) 4200 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量为5000t×84%=4200t； 解：设4200t氧化铁理论上可炼出含铁98％的生铁的质量为x 答：可炼出生铁3000t 【详解】（1）赤铁矿在高炉里反应生成单质铁的反应为一氧化碳和氧化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：； （2）①见答案； ②见答案。 综合应用 21．化学兴趣小组的同学模仿工业炼铁原理，设计如图实验。下列有关说法不正确的是 A．实验开始先通入CO，再点燃酒精喷灯 B．红棕色的粉末逐渐变黑色 C．关闭止水夹一段时间后注射器内溶液变浑浊 D．装置中气球的作用是收集CO2，防止污染空气 【答案】D 【详解】A、CO不纯时，燃烧易爆炸，实验开始先通入CO，是为了排尽装置内的空气，防止爆炸，说法正确； B、氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，红棕色的粉末逐渐变黑色，说法正确； C、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，关闭止水夹，二氧化碳进入注射器，与澄清石灰水反应，可观察到澄清石灰水变浑浊，说法正确； D、气球是为了收集CO，防止污染空气，说法错误。 故选D。 22．运用所学知识回答问题 (1)工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、 及焦炭，其中焦炭的作用有 、 。 (2)请你利用如图中提供的3个数据，自拟一道有关化学方程式的计算题，并写出解答过程 。 【答案】(1) 空气 产生还原剂一氧化碳 产生热量、提高炉温 (2)97kg 自拟试题：要制得56kg含杂质3%的生铁需要含氧化铁的质量分数为80%的赤铁矿石多少kg？ 解：设需要含80%的赤铁矿石的质量为x。 答：需要含80%的赤铁矿石的质量为97kg。 【详解】（1）工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、空气及焦炭，其中焦炭的作用有焦炭燃烧能释放热量，提供高温，同时能产生具有还原性的一氧化碳，故填：空气；产生还原剂一氧化碳；产生热量、提高炉温。 （2）见答案。 拓展培优 23．钢铁是目前世界上使用最多的金属材料。我国早在春秋战国时期就开始炼铁、应用金属铁。 炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料放入高炉，在高温条件下，炼铁，反应过程如下图所示。则回答： （1）原料中焦炭在第①②步中都要用到，则焦炭的作用是 。在冶炼反应过程中应先 (填“加热”或“通入CO”)，其目的 。 （2）当反应进行一段时间后，第③步中出现的现象为 ，该反应化学方程式为 。冶炼铁时除CO外，还可用 等物质来还原赤铁矿中的氧化铁。 （3）中国钢铁公司为了测定朝鲜茂山铁矿的优质赤铁矿中氧化铁的质量分数。公司实验室取该赤铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应，测得反应后固体物质的质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质不参加反应）。则赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为 。 【答案】 作燃料提供高温并生成还原剂CO 通入CO 排出空气，防止加热时发生爆炸 红色固体变为黑色 C或H2 80% 【详解】由流程图可知，第①步焦炭与过量氧气反应生成二氧化碳，第②步二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，第③步一氧化碳与三氧化二铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，则有： （1）原料中焦炭在第①②步中都要用到，则焦炭的作用是作燃料提供高温并生成还原剂CO。在冶炼反应过程中应先通入CO，其目的排出空气，防止加热时发生爆炸。 （2）当反应进行一段时间后，第③步一氧化碳与三氧化二铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，出现的现象为红色固体变为黑色，该反应化学方程式为。单质碳、氢气也具有还原性，冶炼铁时除CO外，还可用C、H2等物质来还原赤铁矿中的氧化铁。 （3）由题意赤铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应，测得反应后固体物质的质量为7.6g，反应的化学方程式为，根据方程式可知固体质量的减少量即为氧化铁中氧元素的含量，则氧化铁中氧元素的质量为10g-7.6g=2.4g，设氧化铁的质量为x，则有： 解得x=8g 赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为 答：赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为80%。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $