6.3 金属矿物与金属冶炼 题型专练-2025-2026学年九年级化学科粤版下册

科粤版（2024）九年级下册 第六单元　金属和金属材料6.3　金属矿物与金属冶炼 题型专练 【题型1】一氧化碳还原氧化铁实验 【典型例题】金属冶炼的两套实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A.实验时都应该先加热后通气体 B.两者都可以通过观察固体颜色的变化是从黑色变为红色 C.甲中试管口略向下倾斜，乙中玻璃管保持水平，是因为两种气体的密度不同 D.甲中无尾气处理装置而乙中有，是因为一氧化碳有毒而氢气无毒 【举一反三1】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 【举一反三2】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 【举一反三3】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列正确的是（　　） 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 【题型2】工业炼铁的原理及装置 【典型例题】铁是冶金工业年产量最高的金属。下列表述不正确的是（　　） A.炼出的生铁和钢是含碳量不同的铁的合金 B.高炉炼铁加入焦炭的作用是提供热量和产生一氧化碳 C.赤铁矿炼铁的反应为Fe2O3+3CO2Fe+2CO2 D.将尾气点燃或收集可防止CO污染空气 【举一反三1】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 B.焦炭通过反应2C+O22CO提供了冶炼铁所需的热能，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 【举一反三2】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3CO+Fe2O3Fe+CO2 【举一反三3】铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁的过程如图所示，下列说法错误的是（　　） A.炼铁的设备是高炉 B.所得生铁的含碳量在2%～4.3%之间 C.焦炭的主要作用是提供热量、产生二氧化碳 D.石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣 【举一反三4】湖南钢铁集团是全球最大的单体宽厚板生产企业、亚洲最大的薄规格高强钢生产基地。集团旗下某钢铁厂采用高炉炼铁，所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等，其过程可用如图简要表示，请完成下列问题。 已知：气体①、气体②和固体③均属于氧化物。 （1）气体②的化学式为 　     　； （2）反应Ⅲ是生成铁单质的反应，该反应 　      　（填“属于”或“不属于”）置换反应； （3）炼铁原料进入高炉前，一般先将其粉碎，目的是 　                  　。 【举一反三5】工业上炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程如图： （1）炼铁高炉中加入石灰石的主要作用是 　                  　。 （2）反应：①Fe2O3+3CFe+3CO↑；②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，用于高炉炼铁的原理是 　   　（填序号）。 （3）炼铁时将铁矿石粉碎的目的 　                  　。 （4）炼钢就是将生铁“降碳除杂（硫、磷等）”，写出炼钢炉中降碳的反应化学方程式 　                  　。 （5）一般是用钢来轧制板材，是因为钢相对于生铁 　      　更好。 【举一反三6】认真阅读下列材料，回答有关问题。 赤铁矿是自然界分布极广的铁矿物，其主要成分为氧化铁（Fe2O3）。赤铁矿有以下特点：未加工的赤铁矿样品光泽暗淡，当暴露在空气中时，破损的边缘会慢慢变成红色粉末；赤铁矿很脆，如果扔在地上或者敲打，很容易产生很多碎片。赤铁矿的主要用途包括：作为重要的炼铁原料，制作红色颜料等。赤铁矿冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石、焦炭和石灰石一起放入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳，把铁从铁矿石里还原出来。 （1）氧化铁（Fe2O3）中Fe的化合价为 　     　。 （2）工业上，利用一氧化碳冶炼铁，体现了一氧化碳具有 　     　性。 （3）赤铁矿属于 　      　（填“纯净物”或“混合物”）。 【题型3】古代冶炼金属 【典型例题】如图所示，明代宋应星的《天工开物》描绘了我国的古代炼铁术。下列说法错误的是（　　） A.向高炉内加入铁矿石、焦炭、石灰石，在高温下炼铁 B.高炉炼铁时，出铁口出的是生铁 C.加入焦炭的目的只是利用其可燃性 D.工业上用赤铁矿石炼铁的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 【举一反三1】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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 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 【举一反三2】《天工开物》中描述了系统、连续的炼铁炼钢过程，利用煤炭炼铁，从炼铁炉流出的生铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁，从而减少了再熔化的过程。下列说法错误的是（　　） A.煤炭燃烧的温度能够达到炼铁所需的温度 B.炼铁炉中流出的是纯铁 C.生铁炒成熟铁的过程中降低了含碳量 D.该炼铁工艺减少了再熔化的过程，节约燃料，彰显了古代劳动人民的智慧 【举一反三3】《天工开物》中有关炼铁的记载：“凡冶铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三。”下列说法错误的是（　　） A.铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的，生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量 B.炼铁时煤炭的作用为提供CO、提高温度 C.炼铁炉中流出的是纯铁 D.炼铁炉中发生的反应之一为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 【举一反三4】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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 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 【举一反三5】浩如烟海的中国古代典籍中记录了许多化学知识，展示了中国古代人民的智慧。 (1)《吕氏春秋•别类》记载有“金(指铜)柔锡柔，合两柔则为刚”，表明铜锡合金的硬度比纯铜 　      　(填“大”或“小”)。 (2)在西晋史学家陈寿所著的《三国志》中，有“乃取蒙冲斗舰数十艘，实以薪草，膏油灌其中……(黄)盖放诸船，同时发火。时风盛猛，悉延烧岸上营落”的描述。从燃烧条件分析，薪草属于              　。为防止引发火灾，可用泥土覆盖在灰烬和燃着的薪草上，从灭火原理分析，主要利用 　            　  来达到灭火的目的。 (3)《天工开物》记载古代炼铁工艺：“凡铁一炉载土(铁矿石)二千余斤……或用煤炭……扇炉风箱必用四人……土化成铁……”现代工业用一氧化碳还原赤铁矿(主要成分为氧化铁)炼铁，其反应原理是 　    　                                  (写化学方程式)。 (4)西汉古籍《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”这样的记载，从而实现“铁上包铜”，防止铁的锈蚀。其反应的微观示意图如图所示，该反应过程中发生变化的微观粒子是 　                 　。 【举一反三6】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 （1）常见的铁矿石有赤铁矿和 　            　（写一种）。 （2）不断鼓入空气的目的是 　       　。 （3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 　                  　。 （4）撒入潮泥灰主要作用是 　                  　。不断翻炒液态生铁，是为了降低 　      　元素的含量。 （5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 　   　，易于加工。 【举一反三7】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 （1）常见的铁矿石有赤铁矿和 　            　（写一种）。 （2）不断鼓入空气的目的是 　       　。 （3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 　                  　。 （4）撒入潮泥灰主要作用是 　                  　。不断翻炒液态生铁，是为了降低 　      　元素的含量。 （5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 　   　，易于加工。 【举一反三8】《天工开物》中记载了“古法炼铁”如图1和“炒钢法”如图2。 （1）在图1的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是________________________；再利用生成的一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质，该反应的化学方程式是________________________，此反应中体现了一氧化碳的________（填“氧化”或“还原”）性。 （2）“炒钢法”即“持柳棍疾搅即时炒成熟铁，炒过稍冷之时，或有就塘内斩划方块者”。不断翻炒液态生铁，是为了降低生铁中________________元素的含量。 【题型4】还原反应、还原剂、氧化剂 【典型例题】我国古代将炉甘石、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合加热到约800℃，可得到外观似金子的合金，涉及的化学方程式之一为2Cu2O+C4Cu+X↑，下列说法正确的是（　　） A.该反应中木炭是还原剂 B.X的化学式为CO C.Cu2O中Cu的化合价为+2 D.参加反应的Cu2O和C的质量比为2：1 【举一反三1】“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑，下列说法错误的是（　　） A.反应中NiO发生还原反应 B.气体产物中可能有CO C.该不锈钢中还含有铁和碳 D.该不锈钢合金的硬度小于纯铁 【举一反三2】“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢。工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑。下列有关说法错误的是（　　） A.反应中碳发生了还原反应 B.二氧化碳不属于大气污染物 C.生成物中可能还会含有CO D.反应后镍元素的化合价降低了 【举一反三3】《采铜炼铜记》记载：“……炭八九千斤（约4 800 kg），不过得铜五六百斤（约320 kg）”，按照记载配比，开展如图所示的模拟古代竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到石英方舟上下方均出现红色物质，下列说法错误的是（　　） A.按记载配比，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为12：1 B.实验过程中氧化铜作氧化剂 C.可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜 D.若将氧化铜换成氧化铁，能观察到相同的现象 【举一反三4】明代宋应星著的《天工开物》中有关“火法”冶炼金属锌的记载：“炉甘石（注：主要成分碳酸锌）十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也。”下列有关叙述错误的是（　　） A.该过程利用了“煤炭饼”的还原性 B.“火法”炼锌的反应属于置换反应 C.“倭铅”是指铅和锌的合金 D.“泥封”的目的是隔绝空气 【题型5】金属元素的存在形式 【典型例题】下列有关金属的说法正确的是（　　） A.金属在自然界都是以化合物的形式存在 B.金属都具有金属光泽，且常温下都是固体 C.金属都具有较高的熔点和较大的硬度 D.金属大多都具有良好的导电性和导热性 【举一反三1】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. Au B. Fe C. Hg D. Cu 【举一反三2】下列关于金属资源的说法中，不正确的是（　　） A.自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质的形式存在外，其余大多数都是以化合物的形式存在 B.自然界中的金属是取之不尽的 C.防止金属锈蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 D.合理开发矿物，寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径 【举一反三3】下列有关金属的说法正确的是（　　） A.金属在自然界都是以化合物的形式存在 B.金属都具有金属光泽，且常温下都是固体 C.金属都具有较高的熔点和较大的硬度 D.金属大多都具有良好的导电性和导热性 【题型6】金属矿物与金属冶炼综合 【典型例题】对下列事实的解释，不合理的是（　　） A.一氧化碳可燃，二氧化碳不可燃：分子的构成不同 B.用炭黑墨汕绘画经久不变色：常温碳的化学性质不活泼 C.金刚石和石墨的硬度明显不同：碳原子排列方式不同 D.菜刀用铁制而不用铝制：自然界的铁资源比铝资源丰富 【举一反三1】冶炼钛（Ti）的反应为。下列说法不正确的是（　　） A.该反应为置换反应 B.该反应中镁和氯化镁的质量比为1：1 C.该反应中钛元素的化合价降低 D.钛合金广泛应用于航空工业 【举一反三2】2024年4月24日是第九个“中国航天日”，今年的主题是“极目楚天，共襄星汉”。近年来，我国航天事业蓬勃发展。钛（Ti）被称为航空金属，如图是以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）]为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程，请回答下列问题。 [查阅资料]Ti在高温条件下，易与空气中的O2发生反应。 （1）反应①中为了提高酸浸时的反应速率，通常可采取的措施是 　                  　。（写出一条即可） （2）反应③的基本反应类型是：　       　。 （3）反应④常在氩气（Ar）的氛围中进行，其中Ar的作用是 　              　。 （4）反应②除了生成TiCl4同时生成一种有毒的可燃性气体，下列正确的是 　   　。 A．生成的气体是CO2 B．需要对该反应进行尾气处理，防止空气污染 C．倡导“低碳”生活，主要是为了减少该生成气体的排放 【举一反三3】我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石（主要成分是碳酸锌）十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼（反应后生成一氧化碳）垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅（锌）也。”此工艺过程分解模拟如图。（已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。）请结合图文信息，分析思考，解决问题： （1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是___________________________。 （2）高温炉内，碳酸锌（ZnCO3）在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为___________________________。该反应生成物中碳元素的化合价为 _________价。 （3）冷凝器中发生的变化属于___________________________。 【题型7】常见的金属矿物 【典型例题】科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环保角度分析，下列矿石(括号中为其主要成分的化学式)中最不宜炼铁的是（　　） A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4) C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3) 【举一反三1】 “祝融号”火星车探测发现火星地表被赤铁矿覆盖而呈橘红色，赤铁矿的主要成分是（　　） A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.FeCO3 【举一反三2】科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环保角度分析，下列矿石(括号中为其主要成分的化学式)中最不宜炼铁的是（　　） A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4) C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3) 【举一反三3】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 科粤版（2024）九年级下册 第六单元　金属和金属材料6.3　金属矿物与金属冶炼 题型专练（参考答案） 【题型1】一氧化碳还原氧化铁实验 【典型例题】金属冶炼的两套实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A.实验时都应该先加热后通气体 B.两者都可以通过观察固体颜色的变化是从黑色变为红色 C.甲中试管口略向下倾斜，乙中玻璃管保持水平，是因为两种气体的密度不同 D.甲中无尾气处理装置而乙中有，是因为一氧化碳有毒而氢气无毒 【答案】D 【解析】实验时应该先通入气体，排出玻璃管中的空气，避免气体不纯，加热时发生爆炸，故A错误；甲实验中氢气还原氧化铜生成铜和水，可看到黑色固体变为红色，乙实验是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，可看到红色固体变为黑色，故B错误；甲反应后生成铜和水，若试管口没有向下倾斜，生成的水回流到试管底部，会引起试管炸裂。而乙反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳是气体，因此玻璃管可以保持水平。甲试管向下倾斜，乙玻璃管保持水平的原因是反应的产物不同，故C错误；甲中无尾气处理装置而乙中有，是因为一氧化碳有毒而氢气无毒，一氧化碳不能直接排放到空气中，故D正确。 【举一反三1】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】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，A正确。 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，B错误。 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，C正确。 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，D正确。 【举一反三2】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 【解析】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， A正确；灯罩的作用是集中火焰，提高酒精灯火焰的温度， B正确；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， C错误；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， D正确。 【举一反三3】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列正确的是（　　） 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 【解析】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，充分加热，a处固体由红色变为黑色，故A错误；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2，故B正确； 一氧化碳难溶于水，不能用水吸收尾气中的CO，故C错误；反应结束后，不能立即停止通CO，应继续通入一氧化碳，直至装置冷却至常温，以防止生成的铁再次被氧化，故D错误。 【题型2】工业炼铁的原理及装置 【典型例题】铁是冶金工业年产量最高的金属。下列表述不正确的是（　　） A.炼出的生铁和钢是含碳量不同的铁的合金 B.高炉炼铁加入焦炭的作用是提供热量和产生一氧化碳 C.赤铁矿炼铁的反应为Fe2O3+3CO2Fe+2CO2 D.将尾气点燃或收集可防止CO污染空气 【答案】C 【解析】生铁含碳量较高，钢的含碳量较低，炼出的生铁和钢是含碳量不同的铁的合金 ，A选项正确；焦炭的主要成分是碳，碳燃烧生成二氧化碳，同时放出大量热，二氧化碳和碳在高温下生成一氧化碳，一氧化碳作还原剂，所以高炉炼铁中加入焦炭的作用是提供热量和产生一氧化碳，B选项正确；赤铁矿炼铁是氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，C选项错误；一氧化碳有毒，未反应完的一氧化碳需要收集起来或点燃，防止污染空气，D选项正确。 【举一反三1】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 B.焦炭通过反应2C+O22CO提供了冶炼铁所需的热能，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 【举一反三2】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3CO+Fe2O3Fe+CO2 【答案】B 【解析】 生铁与纯铁相比，生铁硬度更大，熔点更低，A错误；高炉气体中CO和SO2有毒，SO2会形成酸雨，B正确；原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO，还有一个作用是燃烧产生热量，C错误；炼铁的原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2，D错误。 【举一反三3】铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁的过程如图所示，下列说法错误的是（　　） A.炼铁的设备是高炉 B.所得生铁的含碳量在2%～4.3%之间 C.焦炭的主要作用是提供热量、产生二氧化碳 D.石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣 【答案】C 【解析】炼铁的设备是高炉，故A正确；所得生铁的含碳量在2%～4.3%之间，故B正确；工业炼铁中利用了焦炭的可燃性，提供热量；又利用其与二氧化碳反应生成一氧化碳气体，故C错误；石灰石的作用是与铁矿石中的二氧化硅等杂质反应形成炉渣，故D正确。 【举一反三4】湖南钢铁集团是全球最大的单体宽厚板生产企业、亚洲最大的薄规格高强钢生产基地。集团旗下某钢铁厂采用高炉炼铁，所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等，其过程可用如图简要表示，请完成下列问题。 已知：气体①、气体②和固体③均属于氧化物。 （1）气体②的化学式为 　     　； （2）反应Ⅲ是生成铁单质的反应，该反应 　      　（填“属于”或“不属于”）置换反应； （3）炼铁原料进入高炉前，一般先将其粉碎，目的是 　                  　。 【答案】（1）CO；（2）不属于；（3）增大反应物的接触面积，利于充分反应。 【解析】（1）由流程图可知，气体②属于氧化物，是焦炭和二氧化碳高温反应生成的一氧化碳，其化学式为CO。 （2）反应Ⅲ是一氧化碳和氧化铁高温反应生成二氧化碳和铁单质，反应物均为化合物，不属于置换反应。 （3）炼铁原料进入高炉前，一般先将其粉碎，目的是增大反应物的接触面积，利于充分反应。 【举一反三5】工业上炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程如图： （1）炼铁高炉中加入石灰石的主要作用是 　                  　。 （2）反应：①Fe2O3+3CFe+3CO↑；②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，用于高炉炼铁的原理是 　   　（填序号）。 （3）炼铁时将铁矿石粉碎的目的 　                  　。 （4）炼钢就是将生铁“降碳除杂（硫、磷等）”，写出炼钢炉中降碳的反应化学方程式 　                  　。 （5）一般是用钢来轧制板材，是因为钢相对于生铁 　      　更好。 【答案】（1）除去脉石（主要成分为二氧化硅）生成炉渣；（2）②；（3）为了增大接触面积，使反应进行的更快、更充分；（4）C+O2CO2；（5）延展性。 【解析】（1）脉石的主要成分为二氧化硅，炼铁高炉中加入石灰石的主要作用是除去脉石生成炉渣； （2）高炉炼铁为了使反应更充分，首先焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再被焦炭还原为一氧化碳，一氧化碳再将氧化铁还原为单质铁，故高炉炼铁的原理是②； （3）炼铁时将铁矿石粉碎的目的为了增大接触面积，使反应进行的更快、更充分； （4）炼钢炉中降碳利用了碳单质的可燃性，燃烧生成二氧化碳，反应的方程式为C+O2CO2； （5）一般是用钢来轧制板材，是因为钢相对于生铁延展性更好。 【举一反三6】认真阅读下列材料，回答有关问题。 赤铁矿是自然界分布极广的铁矿物，其主要成分为氧化铁（Fe2O3）。赤铁矿有以下特点：未加工的赤铁矿样品光泽暗淡，当暴露在空气中时，破损的边缘会慢慢变成红色粉末；赤铁矿很脆，如果扔在地上或者敲打，很容易产生很多碎片。赤铁矿的主要用途包括：作为重要的炼铁原料，制作红色颜料等。赤铁矿冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石、焦炭和石灰石一起放入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳，把铁从铁矿石里还原出来。 （1）氧化铁（Fe2O3）中Fe的化合价为 　     　。 （2）工业上，利用一氧化碳冶炼铁，体现了一氧化碳具有 　     　性。 （3）赤铁矿属于 　      　（填“纯净物”或“混合物”）。 【答案】（1）+3；（2）还原；（3）混合物。 【解析】（1）根据化合物中正负化合价代数和为0，在化合物中氧元素一般显﹣2价，则设铁的化合价为x，则2x+（﹣2）×3＝0，x＝+3。 （2）赤铁矿冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石、焦炭和石灰石一起放入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳，把铁从铁矿石里还原出来，一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应，夺取了氧化铁中的氧，体现了一氧化碳具有还原性。 （3）赤铁矿主要成分是氧化铁，含有其它成分，属于混合物。 【题型3】古代冶炼金属 【典型例题】如图所示，明代宋应星的《天工开物》描绘了我国的古代炼铁术。下列说法错误的是（　　） A.向高炉内加入铁矿石、焦炭、石灰石，在高温下炼铁 B.高炉炼铁时，出铁口出的是生铁 C.加入焦炭的目的只是利用其可燃性 D.工业上用赤铁矿石炼铁的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 【答案】C 【解析】高炉炼铁的原料为铁矿石、焦炭、石灰石，其中焦炭燃烧可为炼铁提供热量，创造高温的环境，同时还可以产生具有还原性的CO，A 正确，C 错误；高炉炼铁时，出铁口出的是生铁，B 正确；炼铁采用的赤铁矿的主要成分为 Fe2O3，炼铁的化学方程式为Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO2，D正确。 【举一反三1】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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 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 【解析】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，A正确；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，B错误；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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，C正确；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，D正确。故选B。 【举一反三2】《天工开物》中描述了系统、连续的炼铁炼钢过程，利用煤炭炼铁，从炼铁炉流出的生铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁，从而减少了再熔化的过程。下列说法错误的是（　　） A.煤炭燃烧的温度能够达到炼铁所需的温度 B.炼铁炉中流出的是纯铁 C.生铁炒成熟铁的过程中降低了含碳量 D.该炼铁工艺减少了再熔化的过程，节约燃料，彰显了古代劳动人民的智慧 【答案】B 【解析】 高炉炼铁时，用煤炭进行加热，煤炭燃烧释放出的热量能够达到炼铁所需的温度，A正确；高炉炼铁过程中，生成的铁与剩余的焦炭混合在一起从出铁口流出，故炼铁炉中流出的是生铁， B错误；生铁炒成熟铁的过程中碳燃烧生成了二氧化碳，降低了含碳量，C正确；该炼铁工艺减少了再熔化的过程，节约燃料，彰显了古代劳动人民的智慧，D正确。 【举一反三3】《天工开物》中有关炼铁的记载：“凡冶铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三。”下列说法错误的是（　　） A.铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的，生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量 B.炼铁时煤炭的作用为提供CO、提高温度 C.炼铁炉中流出的是纯铁 D.炼铁炉中发生的反应之一为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 【答案】C 【解析】铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的，生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量，A正确；煤炭的主要成分是碳，碳燃烧放出热量，在高温的条件下，碳能与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，可用于炼铁，B正确；炼铁炉中流出的铁中含有少量的碳，不是纯铁，C错误；赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温的条件下，氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，D正确。 【举一反三4】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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 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 【解析】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，A正确；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，B错误；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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，C正确；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，D正确。故选B。 【举一反三5】浩如烟海的中国古代典籍中记录了许多化学知识，展示了中国古代人民的智慧。 (1)《吕氏春秋•别类》记载有“金(指铜)柔锡柔，合两柔则为刚”，表明铜锡合金的硬度比纯铜 　      　(填“大”或“小”)。 (2)在西晋史学家陈寿所著的《三国志》中，有“乃取蒙冲斗舰数十艘，实以薪草，膏油灌其中……(黄)盖放诸船，同时发火。时风盛猛，悉延烧岸上营落”的描述。从燃烧条件分析，薪草属于              　。为防止引发火灾，可用泥土覆盖在灰烬和燃着的薪草上，从灭火原理分析，主要利用 　            　  来达到灭火的目的。 (3)《天工开物》记载古代炼铁工艺：“凡铁一炉载土(铁矿石)二千余斤……或用煤炭……扇炉风箱必用四人……土化成铁……”现代工业用一氧化碳还原赤铁矿(主要成分为氧化铁)炼铁，其反应原理是 　    　                                  (写化学方程式)。 (4)西汉古籍《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”这样的记载，从而实现“铁上包铜”，防止铁的锈蚀。其反应的微观示意图如图所示，该反应过程中发生变化的微观粒子是 　                 　。 【答案】(1)大 　(2)可燃物　隔绝氧气 　(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 　(4)铁原子和铜离子 【解析】(3)一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(4)由微观反应示意图的信息可知，该反应中，铁原子变成了亚铁离子，铜离子变成了铜原子，因此该反应过程中发生变化的微观粒子是铁原子和铜离子。 【举一反三6】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 （1）常见的铁矿石有赤铁矿和 　            　（写一种）。 （2）不断鼓入空气的目的是 　       　。 （3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 　                  　。 （4）撒入潮泥灰主要作用是 　                  　。不断翻炒液态生铁，是为了降低 　      　元素的含量。 （5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 　   　，易于加工。 【答案】（1）磁铁矿（合理即可）；（2）提高炉温；（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（4）将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去；碳或C；（5）低。 【解析】（1）常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿或菱铁矿（合理即可）； （2）不断鼓入空气的目的是使碳与氧气反应，放热，提高炉温； （3）高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。高温条件下四氧化三铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2； （4）撒入潮泥灰主要作用是将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去，生铁和钢的区别是含碳量不同，不断翻炒液态生铁，使生铁中碳与氧气接触反应生成二氧化碳，降低碳元素的含量得到钢。 （5）合金的熔点低于组成它的纯金属，钢的熔点比纯铁低，易于加工。 【举一反三7】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 （1）常见的铁矿石有赤铁矿和 　            　（写一种）。 （2）不断鼓入空气的目的是 　       　。 （3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 　                  　。 （4）撒入潮泥灰主要作用是 　                  　。不断翻炒液态生铁，是为了降低 　      　元素的含量。 （5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 　   　，易于加工。 【答案】（1）磁铁矿（合理即可）；（2）提高炉温；（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（4）将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去；碳或C；（5）低。 【解析】（1）常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿或菱铁矿（合理即可）； （2）不断鼓入空气的目的是使碳与氧气反应，放热，提高炉温； （3）高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。高温条件下四氧化三铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2； （4）撒入潮泥灰主要作用是将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去，生铁和钢的区别是含碳量不同，不断翻炒液态生铁，使生铁中碳与氧气接触反应生成二氧化碳，降低碳元素的含量得到钢。 （5）合金的熔点低于组成它的纯金属，钢的熔点比纯铁低，易于加工。 【举一反三8】《天工开物》中记载了“古法炼铁”如图1和“炒钢法”如图2。 （1）在图1的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是________________________；再利用生成的一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质，该反应的化学方程式是________________________，此反应中体现了一氧化碳的________（填“氧化”或“还原”）性。 （2）“炒钢法”即“持柳棍疾搅即时炒成熟铁，炒过稍冷之时，或有就塘内斩划方块者”。不断翻炒液态生铁，是为了降低生铁中________________元素的含量。 【答案】（1）使反应物充分接触，增大反应物接触面积　　3CO+Fe2O32Fe+3CO2　　还原 （2）碳 【解析】（1）“逆流而行”的目的是使反应物充分接触，增大反应物接触面积，充分反应；高温时一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质和二氧化碳，该反应的化学方程式是3CO+Fe2O32Fe+3CO2；一氧化碳夺走氧化铁中的氧，体现还原性。（2）不断翻炒液态生铁，使碳接触氧气，碳燃烧生成二氧化碳，是为了降低生铁中碳元素的含量。 【题型4】还原反应、还原剂、氧化剂 【典型例题】我国古代将炉甘石、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合加热到约800℃，可得到外观似金子的合金，涉及的化学方程式之一为2Cu2O+C4Cu+X↑，下列说法正确的是（　　） A.该反应中木炭是还原剂 B.X的化学式为CO C.Cu2O中Cu的化合价为+2 D.参加反应的Cu2O和C的质量比为2：1 【答案】A 【解析】在反应中，C夺取赤铜中的氧，故木炭是还原剂，故A正确；由分析可知，X为二氧化碳，故B错误；氧元素显﹣2价，根据化合价代数和为零，Cu2O中Cu的化合价为+1价，故C错误；参加反应的Cu2O和C的质量比为（144×2）：12＝24：1，故D错误。 【举一反三1】“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑，下列说法错误的是（　　） A.反应中NiO发生还原反应 B.气体产物中可能有CO C.该不锈钢中还含有铁和碳 D.该不锈钢合金的硬度小于纯铁 【答案】D 【解析】由化学方程式可知，反应中NiO失去了氧元素，发生了还原反应，A正确；该反应的反应物是C和NiO，由质量守恒定律可知，气体产物中可能有CO，B正确；钢是含碳量在0.03%～2%之间的铁合金，所以该不锈钢中还含有铁和碳，C正确；由合金的性质可知，该不锈钢合金的硬度大于纯铁，D错误。 【举一反三2】“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢。工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑。下列有关说法错误的是（　　） A.反应中碳发生了还原反应 B.二氧化碳不属于大气污染物 C.生成物中可能还会含有CO D.反应后镍元素的化合价降低了 【答案】A 【解析】该反应中C和氧原子结合变成CO2，发生氧化反应，故A错误；二氧化碳是空气的成分，不属于大气污染物，故B正确；因为反应条件是高温，所以碳有可能和二氧化碳反应生成一氧化碳，故C正确 NiO中镍元素化合价为+2价，Ni属于单质，化合价为0，反应后镍元素的化合价降低了，故D正确。 【举一反三3】《采铜炼铜记》记载：“……炭八九千斤（约4 800 kg），不过得铜五六百斤（约320 kg）”，按照记载配比，开展如图所示的模拟古代竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到石英方舟上下方均出现红色物质，下列说法错误的是（　　） A.按记载配比，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为12：1 B.实验过程中氧化铜作氧化剂 C.可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜 D.若将氧化铜换成氧化铁，能观察到相同的现象 【答案】D 【解析】由题目可知，煤炭粉的质量约4 800 kg，铜的质量约320 kg，则实验中氧化铜的质量约为，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为4 800 kg：400 kg＝12：1，故A正确，不符合题意；氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应中氧化铜失去氧，发生还原反应，是氧化剂，故B正确，不符合题意；铜和稀硫酸不反应，稀硫酸能和氧化铜反应生成硫酸铜和水，若观察到溶液由无色变为蓝色，则说明残留固体中有氧化铜，故可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜，故C正确，不符合题意；氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，实验中观察到黑色固体逐渐变红，氧化铁与碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，实验中观察到红色粉末逐渐变黑，故现象不同，故D说法错误，符合题意； 【举一反三4】明代宋应星著的《天工开物》中有关“火法”冶炼金属锌的记载：“炉甘石（注：主要成分碳酸锌）十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也。”下列有关叙述错误的是（　　） A.该过程利用了“煤炭饼”的还原性 B.“火法”炼锌的反应属于置换反应 C.“倭铅”是指铅和锌的合金 D.“泥封”的目的是隔绝空气 【答案】C 【解析】“煤炭饼”的主要成分为碳，碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，反应中碳为还原剂，故A正确；碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物，属于置换反应，故B正确；依据题意可知，倭铅是指金属锌，故C错误；“泥封”的目的是隔绝空气，防止生成锌的被氧气氧化，故D正确。 【题型5】金属元素的存在形式 【典型例题】下列有关金属的说法正确的是（　　） A.金属在自然界都是以化合物的形式存在 B.金属都具有金属光泽，且常温下都是固体 C.金属都具有较高的熔点和较大的硬度 D.金属大多都具有良好的导电性和导热性 【答案】D 【解析】绝大多数金属元素的化学性质活泼，在自然界中以化合物的形式存在，只有少数不活泼的金属在自然界中存在着单质，如金、银、铂等，故A错误；金属都具有金属光泽，绝大多数在常温下都是固体，而金属汞在常温下为液态，故B错误；大多数金属具有较高的熔点和较大的硬度，并不是所有的金属都是熔点高，如金属汞在常温下即为液态，故C错误；金属大多都具有良好的导电性和导热性，故D正确。 【举一反三1】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. Au B. Fe C. Hg D. Cu 【答案】A 【解析】“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”说的是美人的金首饰、王侯的黄金印都是从沙子中分离出来的，该金属是金，元素符号是Au。 【举一反三2】下列关于金属资源的说法中，不正确的是（　　） A.自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质的形式存在外，其余大多数都是以化合物的形式存在 B.自然界中的金属是取之不尽的 C.防止金属锈蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 D.合理开发矿物，寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径 【答案】B 【解析】在金属活动顺序表中，金、银等金属的活动性极弱，在常温或高温时不与氧气反应，它们以单质形式存在于地壳中，A正确。矿物的贮存有限，而且不能再生，所以不是取之不尽用之不竭的，B错误。每年因腐蚀而报废的金属材料相当于年产量的20%-40%，所以防止金属腐蚀可以保护金属。废旧电池中含有汞等重金属，如果将废旧电池任意丢弃，汞等重金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等重金属回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，C正确。随着科学技术的发展，新材料层出不穷，如用塑料代替钢等，可以减少金属的使用，D正确。 【举一反三3】下列有关金属的说法正确的是（　　） A.金属在自然界都是以化合物的形式存在 B.金属都具有金属光泽，且常温下都是固体 C.金属都具有较高的熔点和较大的硬度 D.金属大多都具有良好的导电性和导热性 【答案】D 【解析】绝大多数金属元素的化学性质活泼，在自然界中以化合物的形式存在，只有少数不活泼的金属在自然界中存在着单质，如金、银、铂等，故A错误；金属都具有金属光泽，绝大多数在常温下都是固体，而金属汞在常温下为液态，故B错误；大多数金属具有较高的熔点和较大的硬度，并不是所有的金属都是熔点高，如金属汞在常温下即为液态，故C错误；金属大多都具有良好的导电性和导热性，故D正确。 【题型6】金属矿物与金属冶炼综合 【典型例题】对下列事实的解释，不合理的是（　　） A.一氧化碳可燃，二氧化碳不可燃：分子的构成不同 B.用炭黑墨汕绘画经久不变色：常温碳的化学性质不活泼 C.金刚石和石墨的硬度明显不同：碳原子排列方式不同 D.菜刀用铁制而不用铝制：自然界的铁资源比铝资源丰富 【答案】D 【解析】一氧化碳可燃，二氧化碳不可燃，是因为它们分子的构成不同，不同种的分子化学性质不同，故A正确；用炭黑墨汁绘画经久不变色，炭黑的主要成分是碳，是因为碳的化学性质在常温下不活泼，故B正确；金刚石和石墨的硬度明显不同，是因为碳原子排列方式不同，故C正确；菜刀用铁制而不用铝制，是因为铁的硬度比铝的大，故D错误。 【举一反三1】冶炼钛（Ti）的反应为。下列说法不正确的是（　　） A.该反应为置换反应 B.该反应中镁和氯化镁的质量比为1：1 C.该反应中钛元素的化合价降低 D.钛合金广泛应用于航空工业 【答案】B 【解析】该反应符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，A正确；该反应中镁和氯化镁的质量比为（2×24）∶（2×95）=24∶95，B错误；TiCl4中氯元素显-1价，根据化合物中正、负化合价的代数和为零，可得钛元素化合价为+4，生成物Ti是单质，化合价为0，化合价降低，C正确；钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如初，其抗腐蚀性能远优于不锈钢。钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等，D正确。 【举一反三2】2024年4月24日是第九个“中国航天日”，今年的主题是“极目楚天，共襄星汉”。近年来，我国航天事业蓬勃发展。钛（Ti）被称为航空金属，如图是以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）]为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程，请回答下列问题。 [查阅资料]Ti在高温条件下，易与空气中的O2发生反应。 （1）反应①中为了提高酸浸时的反应速率，通常可采取的措施是 　                  　。（写出一条即可） （2）反应③的基本反应类型是：　       　。 （3）反应④常在氩气（Ar）的氛围中进行，其中Ar的作用是 　              　。 （4）反应②除了生成TiCl4同时生成一种有毒的可燃性气体，下列正确的是 　   　。 A．生成的气体是CO2 B．需要对该反应进行尾气处理，防止空气污染 C．倡导“低碳”生活，主要是为了减少该生成气体的排放 【答案】（1）增大酸的浓度或粉碎矿石或升高温度或搅拌；（2）分解反应；（3）作保护气，防止钛被氧化；（4）B。 【解析】（1）相同条件下，接触面积越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快；反应物浓度越大，反应速率越快，反应①中为了提高酸浸时的反应速率，通过增大酸的浓度、粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌都可以提高酸浸时的反应速率。 （2）反应③是指电解熔融氯化镁生成镁和氯气，一种物质参与反应生成多种物质的反应叫做分解反应，该反应的基本类型是分解反应。 （3）Ti在高温条件下，易与空气中的O2发生反应，反应④常在氩气（Ar）的氛围中进行，Ar化学性质稳定，Ar的作用是作保护气，防止钛被氧化。 （4）反应②是焦炭、氯气和TiO2在高温下反应生成TiCl4和有毒的可燃性气体，根据质量守恒定律可知，该气体含有碳、氧元素，故是一氧化碳。二氧化碳是一种无毒，不能燃烧的气体，A错误；一氧化碳有毒，排放到空气中会造成污染，需要对该反应进行尾气处理，防止空气污染，B正确；倡导“低碳”生活，主要是为了减少二氧化碳气体的排放，C错误； 【举一反三3】我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石（主要成分是碳酸锌）十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼（反应后生成一氧化碳）垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅（锌）也。”此工艺过程分解模拟如图。（已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。）请结合图文信息，分析思考，解决问题： （1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是___________________________。 （2）高温炉内，碳酸锌（ZnCO3）在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为___________________________。该反应生成物中碳元素的化合价为 _________价。 （3）冷凝器中发生的变化属于___________________________。 【答案】（1）增大反应物间的接触面积，加快化学反应的速率　 。 （2）2C+ZnCO3Zn+3CO↑　 　　+2 　 （3）　物理变化 　 【题型7】常见的金属矿物 【典型例题】科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环保角度分析，下列矿石(括号中为其主要成分的化学式)中最不宜炼铁的是（　　） A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4) C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3) 【答案】C 【解析】选项中最不适宜用来炼铁的是黄铁矿，因为黄铁矿中含有硫元素，在冶炼过程中可能会产生污染空气的二氧化硫气体。 【举一反三1】 “祝融号”火星车探测发现火星地表被赤铁矿覆盖而呈橘红色，赤铁矿的主要成分是（　　） A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.FeCO3 【答案】B 【举一反三2】科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环保角度分析，下列矿石(括号中为其主要成分的化学式)中最不宜炼铁的是（　　） A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4) C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3) 【答案】C 【解析】选项中最不适宜用来炼铁的是黄铁矿，因为黄铁矿中含有硫元素，在冶炼过程中可能会产生污染空气的二氧化硫气体。 【举一反三3】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 学科网（北京）股份有限公司 $