2026年中考化学一轮复习课件：金属矿物 铁的冶炼

该初中化学中考复习课件聚焦“金属矿物与铁的冶炼”核心考点，覆盖矿石种类判断、高炉炼铁原理、实验室模拟操作及工业流程分析等中考高频内容，对接中考说明中“物质转化”“实验探究”要求，归纳出选择、填空、实验、计算四大常考题型，突出考点权重与命题趋势。 课件亮点在于“真题解析+素养培养”模式，如结合2025年徐州一模真题，详解工业炼铁中焦炭作用及钢的含碳量计算，培养学生科学思维与证据推理能力。通过“一氧化碳早出晚归”口诀强化实验操作记忆，助力学生掌握答题技巧，教师可依此精准规划复习，提升中考冲刺效率。

金属矿物　铁的冶炼 常见的金属矿物 金属元素在自然界一般以矿物的形式存在。铁的矿物主要有赤铁矿（主要成分：　　　　 ）、磁铁矿（主要成分：　　　　）和黄铁矿等，铜的矿物有黄铜矿、辉铜矿和孔雀石等。 Fe2O3 Fe3O4 高炉炼铁的生产流程 1.原料：　　　　　、　　　　、　　　　和空气。 2.主要原理：在高温下，利用炉内反应生成的CO作为还原剂，将铁从氧化物中还原出来。如利用赤铁矿炼铁的反应原理（化学方程式）：　　　　　　　　　　　　。 3.焦炭的作用：燃烧产生热量，提供反应条件；与二氧化碳反应制造一氧化碳。 4.石灰石的作用：将杂质转化为炉渣。 赤铁矿石 焦炭 石灰石 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 实验室模拟高炉炼铁 1.实验现象：①玻璃管中　　　　色粉末逐渐变成　　　　色粉末；②澄清石灰水变　　　　 。 2.注意事项：实验前先　　　　　　（填“通CO”或“点燃A处酒精喷灯”），实验结束后先　　　　　 　（填“停止通CO”或“熄灭A处酒精喷灯”）；C处酒精灯的作用是　　 　　。 红棕 黑 浑浊 通CO 熄灭A处酒精喷灯 处理尾气 归纳 实验室模拟高炉炼铁时一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”。 提醒 工业炼铁得到的是含有杂质的生铁，实验室模拟炼铁得到的是纯净的铁粉。 矿石种类 1.（2025·常州一模）下列矿石适宜用来冶炼生铁的是（　　）。 A.黄铜矿 B.孔雀石 C.铝土矿 D.赤铁矿 D 工业炼铁的工艺流程 2.（2025·徐州沛县一模）钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量为2％～4.3％，钢的含碳量为0.03％～2％。工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下： （1）从原料角度：炼铁时焦炭的作用除了维持炉温还用于　　　 　　 ，炼钢过程中氧气的作用是　　　　　　 　　　。 生成一氧化碳 减少生铁中的含碳量 [解析]炼铁时需要高温，焦炭与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量热，可供给炼铁使用；炼铁时还需一氧化碳作还原剂，二氧化碳与过量焦炭反应生成一氧化碳，故炼铁时焦炭的作用除了维持炉温还用于生成一氧化碳；高炉炼铁得到的是含碳量较高的生铁，为将生铁炼成钢通常会往熔化的生铁水中吹入纯净的氧气，氧气与碳反应可以减少生铁中的含碳量。 （2）从反应原理角度：若使用赤铁矿炼铁，则高炉中产生铁的化学方程式是_______　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 Fe2O3 ＋3CO2Fe＋3CO2 [解析]赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 （3）从产品角度：①炼铁过程产生的高炉气中含量最高的气体为　　 （填名称）。 氮气 [解析]空气中含量最高的是氮气（约占空气体积的78％），氮气不参与反应，所以炼铁过程产生的高炉气中含量最高的气体为氮气； ②为了检测最终冶炼出来的钢是否达标，炼铁厂取40g产品，将一定浓度的稀硫酸400g分4次加入样品中，充分反应后测得剩余固体质量，请根据表格中的数据回答下列问题： a.该样品中铁含量为 　 　　　，　　　　 （填“符合”或“不符合”）钢的生产标准。 实验序号 第1次 第2次 第3次 第4次 加入稀硫酸质量/g 100 100 100 100 剩余固体质量/g 28.8 17.6 6.4 0.4 99％ 符合 [解析]a. 碳和硫酸不反应，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，固体减少的质量即为参与反应的铁的质量，则该样品中铁含量为×100％＝99％，则碳含量为1－99％＝1％，符合钢的含碳量（0.03％～2％）标准； 解：根据表格数据分析，第1次参加反应的铁的质量为40 g－28.8 g＝11.2 g；说明 100 g稀硫酸恰好与11.2 g铁完全反应；设100 g稀硫酸中溶质质量为 x， Fe　＋　H2SO4FeSO4＋H2↑ 56 98 11.2 g x ＝　 x＝19.6 g 所用稀硫酸的溶质质量分数为×100％＝19.6％ 答：所用稀硫酸的溶质质量分数为19.6％。 b.计算所用稀硫酸的溶质质量分数。（写出计算过程） 实验序号 第1次 第2次 第3次 第4次 加入稀硫酸质量/g 100 100 100 100 剩余固体质量/g 28.8 17.6 6.4 0.4 c.加入第4次稀硫酸，充分反应后，剩余溶液中的阳离子有　 　　　。 实验序号 第1次 第2次 第3次 第4次 加入稀硫酸质量/g 100 100 100 100 剩余固体质量/g 28.8 17.6 6.4 0.4 Fe2＋和H＋ [解析] 第1次加入100 g稀硫酸，参加反应铁的质量为40 g－28.8 g＝11.2 g；第2次加入100 g稀硫酸，参加反应铁的质量为28.8 g－17.6 g＝11.2 g；第3次加入100 g稀硫酸，参加反应铁的质量为17.6 g－6.4g＝11.2 g，说明11.2 g铁能与100 g稀硫酸恰好完全反应，第4次加入100 g稀硫酸，参加反应铁的质量为6.4 g－0.4 g＝6 g＜11.2 g，说明40 g产品中铁已经完全反应，且第4次加入的100 g稀硫酸没有反应完全，故加入第4次稀硫酸，充分反应后剩余溶液中的溶质有生成的硫酸亚铁和过量的硫酸，剩余溶液中的阳离子有Fe2＋和H＋。 实验室模拟炼铁 3.（2025·宿迁泗阳一模）我国有着悠久的金属冶炼史。实验室模拟炼铁和模拟炼铜实验如下： 【模拟炼铁】 （1）硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为　　　　　 　　。 实验室模拟炼铁 实验室模拟炼铜 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 [解析]在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2； （2）实验过程中，应先通入一段时间的CO，然后再点燃酒精喷灯，其目的是______　　　　　　 　　　　　 　。 实验室模拟炼铁 排尽装 置内的空气，防止加热时发生爆炸 [解析]一氧化碳具有可燃性，一氧化碳不纯时点燃或加热可能会发生爆炸，所以实验开始时，先通入CO，排尽装置中的空气，再点燃酒精喷灯； （3）若将B装置改成虚线框C装置，能起到的作用是①收集多余的CO；②检验并吸收反应生成的CO2，上述说法中正确的是　　　　。 实验室模拟炼铁 ①② [解析]由装置的特点可知，C装置除了能检验二氧化碳气体产物外，还能收集尾气，上述说法中正确的是①②； 【模拟炼铜】 （4）小明查阅了大量的资料后，建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，他的理由是　　　　　　　　　 　　　　。 实验室模拟炼铜 增大反应物间的接触面积，使反应更快更充分 [解析]用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，能增大反应物间的接触面积，使反应更快更充分； （5）同学们按图1装置进行实验，小红认为当看到澄清石灰水刚刚出现浑浊时，不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应，原因是______________________________________ 　　　　　　　　_______________________________________　　　　　。 实验室模拟炼铜 加热时装置内的空气受热膨胀，排出的空气中含有二氧化碳，也会使澄清石灰水变浑浊　 [解析]加热时装置内的空气受热膨胀，排出的空气中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，当看到澄清石灰水刚刚出现浑浊时不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应； （6）用图2装置与使用图1装置相比，其优点是　　　　　　　 　　　（写出1条即可）。 实验室模拟炼铜 操作更简单（或节约试剂等） [解析]图2装置与图1装置相比，优点是操作更简单，图2装置中长柄V形玻璃管相对图1装置更简单，不需要复杂的连接等操作；还可以节约试剂，因为其装置相对封闭等，能减少试剂的浪费等。 其他金属的冶炼 4.（2025·镇江科技新城模拟）利用如图实验装置，开展氢气还原氧化铜实验。下列说法不正确的是（　　）。 A.氧化钙与氢氧化钠的作用是获得纯净的氢气 B.C中发生的是置换反应 C.先点燃酒精灯，再向锥形瓶中加入稀盐酸 D.实验结束后，试管中固体全部变为红色，加入适量稀硫酸，若得到蓝色溶液，则红色固体不全部为铜 C 1.（2025·苏州工业园区二模）“氢冶金”技术有助于钢铁行业绿色化转型，其主要生产流程如下。下列说法不正确的是（　　）。 A.“氢冶金”技术最大特点是节能环保 B.电解池中得到的氢气和氧气的体积比为1∶2 C.氢气和铁矿石反应时有单质铁生成 D.和高炉炼铁相比，“氢冶金”获得铁水纯度高 B 2.（2025·无锡新吴区一模）某化学兴趣小组利用图2所示装置（铁架台已省略）进行还原氧化铁实验。 （1）制取二氧化碳：在实验室利用图1装置制取CO2的化学方程式是 　　　　　　　　　　　　 　　　　；反应未停止前关闭止水夹，可观察到的现象是　　　　　　　　　 　。 图1 图2 CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑ 长颈漏斗内液面上升 （2）还原氧化铁：检查图2装置的气密性后打开两侧止水夹，将注射器1中的CO2缓缓推入至澄清石灰水变浑浊；关闭两侧止水夹，用喷火枪依次加热木炭和氧化铁。 ①实验过程中，需要交替推拉注射器2和3，其作用是收集尾气和__________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②实验过程中，还原氧化铁的化学方程式是　　　　　　　　 　　。 使反应物充分接触， 使其充分反应（合理即可） Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 图2 3.（2025·常州溧阳模拟）从古至今，炼铁是非常重要的工艺。 （1）《三省边防备览》中记载了古法炼铁：“铁炉高一丈七八尺，中空，上有洞放烟，下层放炭，中安矿石。矿石几百斤，用炭若干斤，皆有分两，不可增减。旁用风箱，十余人轮流曳之，日夜不断火。炉底有桥，矿渣分出，矿之化为铁者，流出成铁板。” ①资料中能日夜不断火，原理是　　　　　　　　　　（用化学方程式表示）。 ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是　 　　 　　　　。 ③“流出成铁板”中“铁板”属于　　　　（填“纯净物”或“混合物”）。 [解析]①资料中能日夜不断火，原理是碳完全燃烧生成二氧化碳，反应放热，该反应的化学方程式为C＋O2CO2；②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧；③“流出成铁板”中的“铁板”是生铁，由铁、碳等混合而成，属于混合物。 C＋O2CO2 提供充足的氧气，使碳充分燃烧 混合物 （2）利用含铁量低的磁铁矿冶炼生铁的流程如图。 ①白云石的主要成分是CaMg（CO3）2，熔剂中一 定含有两种金属氧化物，这两种金属氧化物中金属 元素的化合价都为　　　　。 ＋2 [解析]根据质量守恒定律可知，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含钙、镁、碳、氧元素，生成物中也应含钙、镁、碳、氧元素，钙元素和镁元素属于金属元素，故含有的两种金属氧化物为CaO、MgO，其中氧元素显－2价，则CaO、MgO中金属元素的化合价都为＋2； ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是______________________________ 　　　　　　　　　　　　　。 增大反应物之间的接触面积，使 反应更快更充分 [解析] “高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； ③以上流程中回收煤气可用作　　　　，流程中还可以回收　　　　循环利用。 燃料 炉尘 [解析]煤气主要成分是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，故回收煤气可用作燃料；高炉炼铁的炉尘中含铁矿粉、焦炭粉等，可循环利用； ④用1000t含46.4％四氧化三铁的磁铁矿炼得的铁，相当于　　　　t含杂质20％的赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼得的铁。 600 [解析]1000 t含46.4％四氧化三铁的磁铁矿中铁元素的质量为1000 t×46.4％× ＝336 t，则含336 t铁元素的赤铁矿的质量为336t÷÷（1－20％）＝600 t。 4.（2025·徐州一模）《天工开物》中记载的“炒钢法”是现代冶铁工艺的前身，主要生产过程如图所示： （1）“捣碎”的目的是　　　　　　　　　　 　　　。 增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分 （2）“熔炼”时，加入煤的作用除了提供热量，还有　　　　　　　　　 　的作用。 提供还原剂一氧化碳 （3）加入潮泥灰并且不断搅拌，主要目的是　　　 　　　　　　　　　　。 降低生铁中的含碳量（合理即可） （4）现代工业上用赤铁矿炼铁的主要原理是　　　　　　　 　　　（用化学方程式表示）。 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 强化练习 1.（2025·常州金坛区三模）如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是（　　）。 A.废旧金属铁循环利用可节约资源，减少环境污染 B.生铁的熔点比纯铁高 C.生铁是由铁和碳等元素组成的合金 D.冶铁的主要原理是在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 B 2.（2025·泰州靖江二模）小组模拟工业炼铁进行CO还原Fe2O3实验，测得固体成分及质量随温度变化如图所示，下列说法错误的是（　　）。 A.低于500 ℃时，CO和Fe2O3没有发生反应 B.x的值为15.2 C.图中M对应的固体是Fe2O3和Fe3O4 D.850 ℃时发生反应的化学方程式为CO＋FeO Fe＋CO2 B [解析]低于500 ℃时，固体的质量没有发生变化，说明CO和Fe2O3没有发生反应，A正确；根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，根据铁元素质量守恒，FeO中铁元素的质量等于最终铁元素的质量，最终铁元素的质量为11.2 g，则x的值为＝14.4 g，B错误；由图可知，M点时固体质量 处于变化过程中，说明此时既有反应生成的物质四氧化 三铁，又有未反应完的物质氧化铁，所以图中M对应的 固体是Fe2O3和Fe3O4，C正确；850 ℃时一氧化碳和氧化亚铁反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为CO＋FeO Fe＋CO2，D正确。 3.（2025·苏州立达中学一模）利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如图实验装置验证CO的有关性质。下列说法不正确的是（　　）。 已知：HCOOH CO↑＋H2O A.操作时，先点燃装置乙处酒精灯，再滴加HCOOH B.装置丙的作用是防止澄清石灰水倒吸进入装置乙中 C.装置丁既可检验CO2又可收集CO D.随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小 A 知识拓展：CO与CO2的化学性质的区别 化学性质 CO（一氧化碳） CO2（二氧化碳） 可燃性 具有可燃性，燃烧生成 CO2 不可燃，也不支持一般可燃物燃烧（镁等活泼金属除外） 还原性 具有还原性，能还原 CuO 等金属氧化物 没有还原性，通常表现为氧化性（如与碳高温反应） 与水反应 不与水反应 能与水反应生成碳酸 与澄清石灰水反应 不与澄清石灰水反应 能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀 毒性 有毒（与血红蛋白结合，使其失去携氧能力） 无毒（但含量过高会使人窒息） 4.（2025·宿迁宿豫区三模）金属材料应用广泛，以下是有关金属的工艺及利用。 （1）实验：如图，用W形玻璃管进行模拟工业炼铁的实验，下列说法正确的是 　　　　（填字母）。 A.要先通一氧化碳后预热玻璃管 B.a处黑色粉末变为红色 C.a处发生的是置换反应 D.尾气可用燃着的酒精灯将其点燃或用气球收集起来 AD （2）冲压：操作中常对板材进行拉伸，这主要体现了金属材料的　　　　性。 （3）酸洗：用盐酸对铁制品进行除锈时观察到溶液变黄，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。 延展 6HCl＋Fe2O32FeCl3＋3H2O 5.（2025·徐州树人中学一模）五行说是中国古代智慧的结晶，通过象征性元素揭示万物的关联与变化规律，蕴含着丰富的化学知识。 金： （1）铁是应用最广泛的金属，化学兴趣小组同学探究铁生锈的条件，进行①②③实验（如图1），通过对比实验　　　　可知铁生锈需要水。 ①② 木： （2）尿素是农业上常用的氮肥，工业上可以由氨气和二氧化碳在一定条件下反应制得，同时还产生另外一种氧化物，写出该反应的化学方程式：____________________ 　　 　　　　　。 水： （3）家庭净水器中加入的　　　　可以吸附水中的颜色和异味。 火： （4）《三国志》记载：“扬汤止沸，不如去薪”。“薪”指柴、草等燃料，“去薪”灭火的原理是　　　　 　。 2NH3＋CO2 CO（NH2）2＋H2O 活性炭 清除可燃物 土：工业上常使用铁矿石、焦炭、石灰石等物质为原料冶炼钢铁，主要工艺流程如图2。 （5）原料中焦炭的作用除了维持炉温还用于　　　　　　　，炼钢过程中氧气的作用是　　　　　　　　　　　　 　　。炼铁过程产生的高炉气中含量最高的气体为　　　　 。 产生还原剂CO 与生铁中碳等杂质反应，降低碳含量 氮气或N2 6.（2025·镇江经开区二模）铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。 一、铁的有关知识 《天工开物》中展示了我国古代炼铁场景，如图。 （1）“或用木炭，……扇炉风箱，……土（赤铁矿）化成铁……”描述了古代炼铁的方法。木炭的作用是产生CO和　　　　　　　　　。 提供高温 [解析]炼铁过程中，木炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故木炭的作用是产生CO和提供高温； （2）古代用赤铁矿炼铁反应的化学方程式为　　　 　　　　。 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 [解析]古代用赤铁矿炼铁反应为一氧化碳和赤铁矿的主要成分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Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2； （3）图中从泥炉中流淌出的“铁水”，相当于现代的　　　　 （填“纯铁”或“生铁”）。 生铁 [解析]图中从泥炉中流淌出的“铁水”是铁碳合金，相当于现代的生铁； （4）用棍棒猛搅流入方塘中的“铁水”形成“熟铁”，过程中减少“铁水”中 　　　　元素的含量。 碳或C [解析]图中从泥炉中流淌出的“铁水”是铁碳合金，相当于现代的生铁；[解析]用棍棒猛搅流入方塘中的“铁水”形成“熟铁”，可使碳反应生成二氧化碳，过程中可减少“铁水”中碳元素的含量； （5）“烧铁器淬胆矾溶液（硫酸铜溶液）中，即成铜色也”，其中蕴含反应的化学方程式是　　　　　 　　。 Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu [解析] “烧铁器淬胆矾溶液（硫酸铜溶液）中，即成铜色也”，其中蕴含反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu； 二、铁的氧化物制备 制备Fe3O4的一种方法如图所示： 资料：①“沉淀”时发生的主要反应：2FeCl3＋FeCl2＋8NH3·H2OFe3O4↓＋8NH4Cl＋4H2O。 ②＋2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。 （6）所加稀盐酸不能过量太多的原因：①节约稀盐酸；②_______________________ 　　　　　　 　。 避免“沉淀”时消耗过多 氨水（节约氨水） [解析]沉淀过程中，需要在碱性环境中进行，故所加稀盐酸不能过量太多的原因还有避免“沉淀”时消耗过多氨水； （7）“溶解”时，实际投放的m（FeCl2·4H2O）远大于理论值，是因为酸化的FeCl2溶液在空气中易被氧化成FeCl3，反应的化学方程式为___________________________ 　　　　　　　。 4FeCl2＋O2＋4HCl 4FeCl3＋2H2O [解析]酸化的FeCl2溶液在空气中易被氧化成FeCl3，反应原理为氯化亚铁、盐酸和氧气反应生成氯化铁，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含氢元素，故还应生成了水，该反应的化学方程式为4FeCl2＋O2＋4HCl4FeCl3＋2H2O； （8）“沉淀”时需控制溶液的pH与反应的温度。 ①“沉淀”时需要控制温度为50 ℃，目的是　　　　　　　　　　　　　　。 防止温度高于50 ℃，氨水挥发 [解析]氨水受热易挥发，“沉淀”时需要控制温度为50 ℃，目的是防止温度高于 50 ℃，氨水挥发； ②证明“沉淀”已反应完全的实验方案是______________________________________　　　　　　 　　　　　　 　。 静置，向上层清液中继续滴加氨水，无沉淀 （无现象），则已反应完全 [解析] “沉淀”过程中加入氨水，氨水和氯化铁、氯化亚铁反应生成四氧化三铁沉淀，故证明“沉淀”已反应完全的实验方案是静置，向上层清液中继续滴加氨水，无沉淀（无现象），则已反应完全； （9）制得的Fe3O4样品中混有少量FeOOH，为了测定Fe3O4的纯度，取20.00 g样品，进行控温加热。该温度下，FeOOH分解成Fe2O3，而Fe3O4不发生反应。充分加热后，所得固体的质量为19.82 g，则该样品中Fe3O4的纯度是　　　　。 91.1％ [解析]取20.00 g样品，进行控温加热。该温度下，FeOOH分解成Fe2O3，而Fe3O4不发生反应。根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含Fe、O、H，生成物中含Fe、O，故生成物中还应含H，故还应生成了水，则FeOOH受热分解生成氧化铁和水。根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的总质量不变，则固体减少的质量为反应生成水的质量，则生成水的质量为20.00 g－19.82 g＝0.18 g。 解：设该样品中FeOOH的质量为x。 2FeOOHH2O＋Fe2O3 178 18 x 0.18 g ＝　x＝1.78 g 则该样品中Fe3O4的纯度是×100％＝91.1％； 三、含铁催化剂失效的再生 （10）Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图所示。“失效”过程中铁元素的质量分数　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。 变大 [解析]FeO中铁元素的质量分数为×100％≈77.8％，四氧化三铁中铁元素的质量分数为×100％≈72.4％，故“失效”过程中铁元素的质量分数变大； （11）通入O2加热，将一定质量的失效催化剂进行“再生”， 固体质量与温度变化的关系如图所示。T1～T2 ℃时，FeO转化 为Fe3O4，T3～T4 ℃时，Fe3O4转化为Fe2O3。 ①M＝　　　　。 92.8 [解析]T1～T2 ℃下，FeO转化为Fe3O4，M点固体成分为Fe3O4；T3～T4 ℃，Fe3O4转化为Fe2O3，则T4 ℃时，固体为Fe2O3，由图可知，Fe2O3的质量为96 g。根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类和质量不变，则四氧化三铁中铁元素的质量等于氧化铁中铁元素的质量，则M点Fe3O4的质量为＝92.8 g，即M＝92.8； ②A点固体中m（FeO）∶m（Fe3O4）＝　　　　。 27∶29 [解析]A点是FeO和Fe3O4的混合物，设A点固体中FeO 的质量为y，则Fe3O4的质量为89.6 g－y，根据质量守恒 定律可知，化学反应前后元素的种类和质量不变，A点 固体中铁元素的质量与生成氧化铁中铁元素的质量相等，则y×＋（89.6 g－y）×（×100％）＝96 g×，x＝43.2 g，则A点生成的Fe3O4的质量为89.6 g－43.2 g＝46.4 g，，故A点固体中m（FeO）∶m（Fe3O4）＝43.2 g∶46.4 g＝27∶29。 7.（2024·徐州一模）某化学兴趣小组设计如下图实验，模拟工业炼铁原理并验证实验产物。 【查阅资料】①CO还原Fe2O3是分步进行的，还原产物还可能有四氧化三铁、氧化 亚铁。 ②铁的氧化物中只有四氧化三铁能被磁铁吸引。 【进行实验】按图装入试剂，连好装置，确保不漏气。 （1）先点燃A处的酒精喷灯，稍后点燃E处的酒精喷灯；待E装置玻璃管内红棕色粉末全部变为黑色时，先熄灭　　　　（填“A”或“E”）处酒精喷灯。 E 实验结束，待装置冷却后，称量，取出黑色粉末；再用磁铁吸引，发现黑色粉末全部被吸引。 【问题讨论】（2）A装置的作用是　　　　　　　， D瓶中应盛放的试剂是　　　　。 产生CO 浓硫酸 （3）B中反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　，F装置的作用是　　　　　　　　　 　。 2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O 检验产物CO2（或吸收CO2）、收集尾气 （4）针对上述实验，下列分析正确的是　　　　（填字母）。 A.B、C装置的作用分别是除去CO2、检验CO2是否除尽 B.如果缺少D装置，E装置中的玻璃管可能会炸裂 C.E装置玻璃管中的固体质量比反应前减少了，说明一定有铁生成 AB 【定量计算】（5）上述实验中，E装置中玻璃管质量为60 g，氧化铁质量为4.8 g，反应结束玻璃管及固体的总质量为64.32 g。请你根据有关现象和实验数据，通过计算判断反应后黑色固体的成分。（写出计算过程，结果精确到0.01 g） 解：反应后E装置玻璃管内剩余的黑色固体质量为64.32 g－60 g＝4.32 g。设4.8 g氧化铁完全反应，生成的铁的质量为x。 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 160 112 4.8 g x ＝　x＝3.36 g 4.32 g＞3.36 g，说明黑色固体中不全是铁，因为反应后黑色固体能全部被磁铁吸引，所以黑色固体中含有铁和四氧化三铁。 答：黑色固体的成分为铁和四氧化三铁。 $