第6章 金属资源综合利用第1节 金属矿物及铁的冶炼 寒假巩固-2025-2026学年九年级化学沪教版上册

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 寒假巩固 【题型1】古代冶炼金属 【典型例题】《天工开物》中记载了锡的冶炼方法：用木炭和锡砂(主要含SnO2)加热产生锡，反应的化学方程式为，其中关键一步是“点铅勾锡”，即加铅使锡较易熔化流出。下列说法正确的是(　　) A.SnO2中锡元素的化合价为+2价      B.该反应属于置换反应      C.该反应前后固体的质量不变      D.“点铅勾锡”是利用制成合金后熔点升高 【举一反三1】我国古代常用“灰吹法”炼银,其过程为将银熔于铅中形成银铅块,通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰,再分离得到银。下列说法错误的是(　　) A.该炼银过程涉及化学变化 B.银铅块属于合金 C.PbO中Pb的化合价为+2 D.银在自然界不存在单质形态 【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】我国古代常用灰吹法炼银(如图)，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是(　　) A.银是活泼金属      B.银铅块属于混合物      C.PbO中Pb的化合价为+2      D.灰吹法炼银过程含有化学变化 【举一反三4】《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。 【举一反三5】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___________________________。 【举一反三6】《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2】一氧化碳还原氧化铁实验 【典型例题】某化学小组用如图微型装置模拟冶铁的实验(已知甲处反应生成CO；二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应)。下列说法不正确的是(　　) A.应先将HCOOH溶液滴入，过一段时间后再加热装置乙      B.装置乙中现象是红棕色固体变黑      C.装置丙的作用是防止液体倒吸      D.装置丁的作用只是吸收CO2 【举一反三1】化学实验要严格按照实验步骤操作，下列实验操作先后顺序错误的是(　　) A.一氧化碳还原氧化铜实验，先加热氧化铜，再通入一氧化碳 B.检查装置气密性，先将导管放入水中，再用手紧握容器外壁 C.用排水法收集气体结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 D.实验室制取氢气，先将锌粒加入锥形瓶中，再滴加稀硫酸 【举一反三2】用如图1所示装置进行CO还原Fe2O3的实验，装置中固体的质量随通入CO气体的质量变化如图2所示。下列分析正确的是(　　) A.应在a点时点燃酒精喷灯      B.a～b段可观察到澄清石灰水变浑浊      C.b～c段硬质玻璃管中发生置换反应生成铁单质      D.c～d段继续通入CO的目的之一是防止铁被氧化 【举一反三3】为了得到金属单质，常用的金属冶炼方法是让________与金属氧化物在高温下反应，________能夺取金属氧化物中的________，从而得到金属单质。________和________也能将金属氧化物变成游离态金属。 【举一反三4】金属及合金有广泛的用途。请运用所学知识回答下列问题。 (1)金属铝较活泼，为什么通常铝制品却很耐腐蚀？　　　　　　　　　。 (2)工业上可利用“铝热反应”焊接钢轨、冶炼难熔金属等，其原理是在高温下用铝将某些金属从其氧化物中置换出来。在高温下铝与氧化铁反应的化学方程式为 　　　　　　　　　。 (3)取一定量的Al放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液。则固体中可能存在的金属是　　　　；该过程中一定发生的化学方程式为　　　　　　　　　。 (4)生产生活中需要大量的钢材。某小组在实验室中用如图所示装置模拟工业炼铁，并测定赤铁矿中氧化铁的质量(装置气密性良好，反应完全且赤铁矿中的杂质不参加反应，称量赤铁矿样品的质量为20g，反应后硬质玻璃管中固体试剂的质量为15.2 g)。 ①实验过程中玻璃管中观察到的现象：　　　　　　　； ②点燃酒精喷灯之前先通入一氧化碳的目的是　　　　　　　　　　　； ③从环保角度分析，该装置有明显的缺陷，你认为应该如何改进？　　　　　　　　； ④计算该赤铁矿样品中氧化铁的质量。(写出计算过程) 【题型3】工业炼铁的原理及装置 【典型例题】下列关于工业炼铁的做法或说法错误的是（　　） A.使用的原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 B.焦炭的一个作用是提供热量 C.因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高 D.炼铁高炉内焦炭与氧化铁反应，最终得到生铁 【举一反三1】工业上把铁矿石、焦炭和石灰石一起投放高炉内，从下方通入热空气，最后得到生铁。下列说法中正确的是(　　) A.矿石中含铁就可用作炼铁原料      B.焦炭只起为反应提供还原剂的作用      C.所得生铁的含碳量为2%～4.3%      D.高炉气体主要含有一氧化碳和二氧化碳 【举一反三2】在炼铁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 　     　性。 【举一反三3】某钢铁厂采用赤铁矿石冶炼钢铁，其主要工艺流程如图。 [查阅资料]Ⅰ.赤铁矿石的主要成分是Fe2O3和SiO2。 Ⅱ.石灰石的主要作用是将矿石中SiO2转变为炉渣和二氧化碳气体。 （1）步骤①中，将固体反应物粉碎的目的是 　                  　。 （2）步骤②中，生铁生产过程中CO与Fe2O3反应的化学方程式为 　                  　。 （3）步骤③中，通入“氧气”的主要目的是降低生铁中的 　      　。 （4）高炉气体中除N2、SO2、CO外，主要成分中还含有 　         　（填化学式）气体。根据资料Ⅱ信息，可推测“炉渣”中一定含有氧元素和 　      　（填元素名称）。 竖炉炼铁的工艺流程示意图如下所示，请回答下列问题。 （1）赤铁矿石属于_____________（填“纯净物”或“混合物”）。粉碎机将矿石粉碎的目的是_________________。 （2）还原反应室中发生的两个还原氧化铁的反应，化学方程式分别为Fe2O3+3H22Fe+3H2O和_________________________________。 （3）催化反应室中发生的反应之一为CH4+X2CO+2H2。其中，X的化学式为_______。 【举一反三5】铁是一种重要的金属材料，在工业、农业和国防科技中有重要应用。 Ⅰ.高炉炼铁：用赤铁矿石(主要成分为Fe2O3、焦炭、石灰石等冶炼生铁。 (1)高炉炼得铁的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)生铁的熔点 　　　　　(填“＞”“＜”或“＝”)纯铁的熔点。 (3)高炉排出尾气主要含有　　　(填化学式)、CO2及N2等。 Ⅱ.炉渣利用：炉渣主要成分是CaSiO3，还含有较多的Al2O3等。 (4)CaSiO3可写成xCaO•ySiO2，则x∶y＝　　　。 (5)在1500 ℃时，用固体C和炉渣中的Al2O3反应生成CO2和Al，该反应的化学方程式为　　　　　　　。 (6)某炉渣中Al2O3的质量分数为10%。若200 t该炉渣经反应得到8.1 t金属Al，则该炉渣中Al2O3的还原率为　　　　　。(精确到0.1%) 已知： Ⅲ.模拟探究：实验小组利用如图所示装置模拟CO和Fe2O3反应。甲同学观察到固体由红棕色变成黑色，推断黑色固体是Fe。乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4。 已知：常温下Fe3O4几乎不溶于稀盐酸。 (7)该小组通过实验证明黑色固体中同时含Fe3O4和Fe；取少量黑色固体于试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡，观察到的现象为 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【题型4】含杂质物质的化学反应的有关计算 某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中Fe2O3的质量分数为（　　） A.95%                      B.85%                      C.90%                      D.80% 【举一反三1】某炼铁厂用赤铁矿石冶炼生铁。若要炼得1 120 t含铁90%的生铁,需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是(　　) A.1 500 t　    B.1 440 t C.1 800 t　    D.1 980 t 【举一反三2】某同学取该部分锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成），测得其中氧元素的含量为12%，则样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数约为（　　） A.28% B.31.8% C.46.7% D.70% 【举一反三3】某同学取该部分锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成），测得其中氧元素的含量为12%，则样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数约为（　　） A.28% B.31.8% C.46.7% D.70% 某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中Fe2O3的质量分数为（　　） A.95%                      B.85%                      C.90%                      D.80% 【举一反三5】1000吨含Fe2O3 40%的铁矿石，最多可以炼出含铁80%的生铁多少吨？(已知：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2) 科研人员提出一种回收利用冶炼铝产生的废渣——赤泥(含Fe₂O₃)的新方法，助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式： 3H2+Fe2O33H2O+2Fe。 (1)用该方法处理某赤泥样品的实验数据如图所示。据图计算，反应从开始至10分钟，提取铁的质量为         g。 (2)我国每年产生赤泥约9000 万吨，假设赤泥中 Fe₂O₃的质量分数为30%,用新方法处理9000万吨赤泥，理论上可提取铁多少万吨? 【题型5】还原反应、还原剂、氧化剂 【典型例题】单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。工业上通过以下反应将自然界的二氧化硅（SiO2）转化为硅：SiO2+2CSi+2CO↑。下列分析不正确的是（　　） A.二氧化硅具有氧化性 B.碳发生了氧化反应 C.该反应属于置换反应 D.硅是地壳中含量最多的非金属元素 【举一反三1】下列物质中，既有可燃性又有还原性的是（　　） A.CO2 B.O2 C.N2 D.C 【举一反三2】中华文明源远流长，蕴含着深邃的哲学智慧和丰富的实践经验。 (1)姜夔“高花未吐，暗香已远”蕴含科学道理，从分子角度分析“暗香已远”的原因是　　　　　　。 (2)“漉海盐千斛，裁冈枣万株”，出自清代顾炎武的《莱州》。这里的“漉海盐”指的是通过晒海水来制盐的过程，“盐”主要指氯化钠，氯化钠是由　　　　构成的。 (3)刘禹锡《浪淘沙》中写道：“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”。其中的“淘”和“漉”相当于化学实验中的　　　　操作。 (4)《本草经集注》记载：“强烧之，紫青烟起…云是真硝石也”。“硝石”主要成分是KNO3，KNO3中氮元素的化合价为　　　　。 (5)苏轼“投泥泼水愈光明”中“投泥泼水”反映的化学原理是，该反应中发生还原反应的物质是　　　　。“愈光明”指的是　　　　(填写物质化学式)燃烧的结果。 (6)《天工开物》记载：“煤饼烧石成灰”。“石”主要成分是CaCO3，“灰”指CaO，“烧石成灰”可用化学方程式表示为　　　　，该反应属于　　　　(填基本反应类型)。 【举一反三3】木炭是生活中常见物质，回答以下有关木炭的问题。 (1)木炭燃烧时，木炭和氧气的质量比约为1：2，则生成气体为　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。 (2)实验1中两支试管装满红棕色气体，向其中分别加入等质量的金刚石和木炭，一段时间后，可观察到　　　　(填字母)。 A．试管中红棕色消失 B．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 C．试管中红棕色消失 D．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 (3)实验2中，木炭发生　　　　(填“氧化反应”或“还原反应”)。其中金属网罩的作用是　　　　。 【题型6】常见的金属矿物 【典型例题】几种矿石的主要成分如下，可用于冶炼铜的矿石是（　　） A.菱铁矿（FeCO3） B.软锰矿（MnO2） C.方铅矿（PbS） D.孔雀石[Cu2（OH）2CO3] 【举一反三1】下列物质为纯净物的是 (　　) A.黄铁矿 B.菱铁矿 C.不锈钢 D.含氧质量分数为30%的氧化铁 【举一反三2】云南铝土矿资源丰富。铝土矿的主要成分是氧化铝，其化学式为(　　) A.Cl2O    B.Al2O3    C.Al2(SO4)3    D.Al(OH)3 【举一反三3】炼铁时用到的一些铁矿石(括号内为主要成分的化学式)如图所示。若测得其中杂质的百分含量均相同。从环保和产率看，你选择的优良矿石是(　　) A. B. C. D. 【举一反三4】如表是部分常见的金属矿石，其中可用于炼镁的是（　　） A.白云石 B.冰晶石 C.方解石 D.炉甘石 写出下列金属矿石主要成分的化学式。 （1）磁铁矿：_____________。 （2）赤铜矿：_____________。 （3）铝土矿：_____________。 【举一反三6】2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射，开启月球背面采样之旅。 (1)月球背面的水有固态和气态两种存在方式。 ①气态水的分子间隔比固态水更 　 　(填“大”或“小”)。 ②水由固态变为气态的过程中，没有发生变化的是 　      (填“物理”或“化学”)性质。 (2)科研人员曾用嫦娥五号带回的月壤证实：在一定条件下，月壤中的FeO(铁橄榄石的主要成分)分解生成Fe3O4(磁铁矿的主要成分)以及单质铁。 ①写出该反应的化学方程式：　                      　。 ②下列关于含铁物质的说法中，正确的是 　   　(填字母)。 A.磁铁矿是工业炼铁的重要原料 B.铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O C.铁合金比纯铁应用更为广泛 【举一反三7】常见的金属矿石如图所示，回答下列相关问题。 (1)从物质分类角度来看，以上矿石的主要成分属于氧化物的是__________(填字母)。 (2)赤铁矿的主要成分 Fe₂O₃中铁元素的质量分数为___________。 (3)钢铁因含硫、磷元素而会变脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的铁矿石不宜采用___________（填字母）。 写出下列金属矿石主要成分的化学式。 （1）磁铁矿：_____________。 （2）赤铜矿：_____________。 （3）铝土矿：_____________。 【题型7】金属元素的存在形式 【典型例题】下列有关金属和合金的说法正确的是（　　） A.常温下所有金属都呈固态 B.大多数金属是电和热的优良导体 C.自然界的金属多以单质形式存在 D.合金的熔点高于它的成分金属的熔点 下列说法不符合事实的是(　　) A.Al 、Fe 、Ca 在地壳中含量占金属元素的前三位 B.金属元素在自然界中都以化合物形态存在 C.金属矿物是冶炼金属的基本原料 D.从本课介绍的矿物主要成分分析，金属元素在化合物中都呈正价态 【举一反三2】下列关于金属资源的说法中，不正确的是（　　） A.少数不活泼的金属如金、银等以单质的形式存在 B.自然界中的金属是取之不尽的 C.大多数都是以化合物的形式存在 D.使金属矿物转化为金属的过程称为金属冶炼 【举一反三3】环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。下列说法错误的是（　　） A.化学反应伴随能量变化 B.大多数铁矿石中的铁元素以单质形式存在 C.大气中二氧化碳含量升高会增强温室效应 D.太阳能、风能是人类正在利用和开发的新能源 【举一反三4】中国传统文化典籍之中包含很多化学知识，下列有关说法错误的是（　　） A.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了化合反应 B.某古剑“以剂钢为刃，铁为茎干…”，“剂钢”指的是铁的合金 C.“水乳交融，火上浇油”前者包含物理变化，后者包含化学变化 D.“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”说明金的化学性质稳定，在自然界中常以单质状态存在 【题型8】 金属矿物与金属冶炼综合 【典型例题】实验室用如图装置模拟炼铁，下列正确的是（　　） 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CO 【举一反三1】我国古代常用灰吹法炼银（如图），其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是（　　） A.银比铅活泼 B.银铅块属于混合物 C.PbO中Pb的化合价为+2 D.灰吹法炼银过程含有化学变化 【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↑，下列说法错误的是（　　） A.该反应属于置换反应 B.该不锈钢中还含有铁和镍 C.该不锈钢合金的硬度大于纯铁 D.反应前后元素的化合价都发生了变化 【举一反三3】我国古代科技璀璨夺目，金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。 （1）日常生活中，适合制作电缆的金属是 　   　（填序号）。 A．金 B．铜 C．汞 D．钨 （2）明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法，如下图。炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 　                 　。 （3）下图为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石的主要成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。 泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量，泥罐内煤粉的主要作用是 　             　。 ②已知锌的沸点为907 ℃，泥罐下部温度可达1 200 ℃，上部约为600 ℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于 　   　（填序号）。 A．结晶 B．蒸发 C．蒸馏 D．升华 （4）向含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的金属Zn，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列正确的是 　     　（填序号）。 A．滤渣中一定含有的金属是Ag、Cu B．滤液中可能含有的溶质是AgNO3、Cu（NO3）2 C．若向滤液中加入稀盐酸，无明显现象，则滤液可能呈蓝色 D．若向滤渣中加入稀盐酸，无明显现象，则滤渣中一定含有Ag、Cu 我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种外观似金子的锌和铜的合金，试写出相关反应的化学方程式（提示：ZnCO3 受热分解可生成ZnO 等）。 【举一反三5】2024年5月17日，中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线，顺利实现新能源汽车转型升级。 (1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是 　             　。 (2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统，说明铜具有优良的 　 　                (填写物理性质)。 (3)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂(LiFePO4)的锂电池为汽车提供动力。LiFePO4中显﹣3价，则Li元素的化合价为 　   　价。 (4)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是 　 　            (填字母)。 A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大 B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低 C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好 (5)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1 000 t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁的质量为多少(写出计算过程)？ 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 寒假巩固（参考答案） 【题型1】古代冶炼金属 【典型例题】《天工开物》中记载了锡的冶炼方法：用木炭和锡砂(主要含SnO2)加热产生锡，反应的化学方程式为，其中关键一步是“点铅勾锡”，即加铅使锡较易熔化流出。下列说法正确的是(　　) A.SnO2中锡元素的化合价为+2价      B.该反应属于置换反应      C.该反应前后固体的质量不变      D.“点铅勾锡”是利用制成合金后熔点升高 【答案】B 【解析】SnO2中氧元素化合价为﹣2价，依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知：SnO2中锡元素的化合价为+4价， A不正确；由化学方程式可知，此反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，B正确；由可知，反应前固体的质量是碳和SnO2的质量，生成物固体质量只有Sn的质量，生成二氧化碳逸出到空气中，因此该反应前后固体质量减少，C不正确；合金的熔点比其组分纯金属的熔点低，“点铅勾锡”是利用了纯金属制成合金后熔点降低，D不正确。 【举一反三1】我国古代常用“灰吹法”炼银,其过程为将银熔于铅中形成银铅块,通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰,再分离得到银。下列说法错误的是(　　) A.该炼银过程涉及化学变化 B.银铅块属于合金 C.PbO中Pb的化合价为+2 D.银在自然界不存在单质形态 【答案】D 【解析】银的化学性质不活泼,在自然界中存在单质形态。 【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，煤炭燃烧释放热量的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】我国古代常用灰吹法炼银(如图)，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是(　　) A.银是活泼金属      B.银铅块属于混合物      C.PbO中Pb的化合价为+2      D.灰吹法炼银过程含有化学变化 【答案】A 【解析】在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢前面的属于活泼金属；银的位置排在氢的后面，不属于活泼金属，A错误。 【举一反三4】《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　　　　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；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。 【举一反三5】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 【解析】（1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是增大反应物间的接触面积，加快化学反应的速率；（2）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2C+ZnCO3Zn+3CO↑，该反应生成物一氧化碳中，氧元素显﹣2价，由化合物中各元素正负化合价的代数和为零可知，其中碳元素的化合价为+2；（3）冷凝器中，锌蒸气冷凝成固态锌，没有新物质生成，发生的变化属于物理变化。 【举一反三6】《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　　　　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；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2】一氧化碳还原氧化铁实验 【典型例题】某化学小组用如图微型装置模拟冶铁的实验(已知甲处反应生成CO；二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应)。下列说法不正确的是(　　) A.应先将HCOOH溶液滴入，过一段时间后再加热装置乙      B.装置乙中现象是红棕色固体变黑      C.装置丙的作用是防止液体倒吸      D.装置丁的作用只是吸收CO2 【答案】D 【解析】二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠与水，故氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳，故丁装置可吸收二氧化碳；一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应，又可以将瓶中的氢氧化钠溶液排出，可收集CO，故D错误。 【举一反三1】化学实验要严格按照实验步骤操作，下列实验操作先后顺序错误的是(　　) A.一氧化碳还原氧化铜实验，先加热氧化铜，再通入一氧化碳 B.检查装置气密性，先将导管放入水中，再用手紧握容器外壁 C.用排水法收集气体结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 D.实验室制取氢气，先将锌粒加入锥形瓶中，再滴加稀硫酸 【答案】A 【解析】实验室用CO与氧化铜反应制取铜，实验开始时，先通入一氧化碳，待试管中的空气被排净后，再给氧化铜加热，以防试管内的混合气体受热发生爆炸，A错误； 检查装置气密性时，为了效果明显，要先将导管伸入水中，再用双手紧握容器外壁，B正确； 用排水法收集气体结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防产生倒吸现象，C正确； 【举一反三2】用如图1所示装置进行CO还原Fe2O3的实验，装置中固体的质量随通入CO气体的质量变化如图2所示。下列分析正确的是(　　) A.应在a点时点燃酒精喷灯      B.a～b段可观察到澄清石灰水变浑浊      C.b～c段硬质玻璃管中发生置换反应生成铁单质      D.c～d段继续通入CO的目的之一是防止铁被氧化 【答案】D 【解析】一氧化碳与氧化铁高温下反应得到铁和二氧化碳，反应后固体质量减小，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳有毒，需要进行尾气处理，据以上分析解答。CO可燃，为防止在加热时发生爆炸，应先排净硬质玻璃管中的空气再点燃酒精喷灯，故A错误；由a～b段固体质量未发生变化可知CO与Fe2O3未发生反应，不能观察到澄清石灰水变浑浊，故B错误；b～c段发生的反应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，反应物均为化合物，不属于置换反应，故C错误；铁单质在高温下易与氧气发生反应，故c～d段继续通入CO的目的之一是维持无氧气的环境，防止铁被氧化，故D正确。 【举一反三3】为了得到金属单质，常用的金属冶炼方法是让________与金属氧化物在高温下反应，________能夺取金属氧化物中的________，从而得到金属单质。________和________也能将金属氧化物变成游离态金属。 【答案】一氧化碳　　一氧化碳　　氧　　碳　　氢气 【解析】由于一氧化碳在高温时具有还原性，为了得到金属单质，常用的金属冶炼方法是让一氧化碳与金属氧化物在高温下反应，一氧化碳能夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质。碳和氢气具有还原性，也能将金属氧化物变成游离态金属。 【举一反三4】金属及合金有广泛的用途。请运用所学知识回答下列问题。 (1)金属铝较活泼，为什么通常铝制品却很耐腐蚀？　　　　　　　　　。 (2)工业上可利用“铝热反应”焊接钢轨、冶炼难熔金属等，其原理是在高温下用铝将某些金属从其氧化物中置换出来。在高温下铝与氧化铁反应的化学方程式为 　　　　　　　　　。 (3)取一定量的Al放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液。则固体中可能存在的金属是　　　　；该过程中一定发生的化学方程式为　　　　　　　　　。 (4)生产生活中需要大量的钢材。某小组在实验室中用如图所示装置模拟工业炼铁，并测定赤铁矿中氧化铁的质量(装置气密性良好，反应完全且赤铁矿中的杂质不参加反应，称量赤铁矿样品的质量为20g，反应后硬质玻璃管中固体试剂的质量为15.2 g)。 ①实验过程中玻璃管中观察到的现象：　　　　　　　； ②点燃酒精喷灯之前先通入一氧化碳的目的是　　　　　　　　　　　； ③从环保角度分析，该装置有明显的缺陷，你认为应该如何改进？　　　　　　　　； ④计算该赤铁矿样品中氧化铁的质量。(写出计算过程) 【答案】(1)常温下，铝与氧气发生反应，生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应　(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe　(3)铜　Al+3AgNO3===Al(NO3)3+3Ag　(4)①红棕色粉末变为黑色　②排出硬质玻璃管内的空气，防止发生爆炸　③在装置的末端导管处，加一个点燃的酒精灯(或加一个气球) ④解：设该赤铁矿样品中氧化铁的质量为x。 3CO+Fe2O32Fe+3CO2　　减少的质量 　　 160　　 112　　　　　48 　　 x　　　　　　　　　　20 g﹣15.2 g x＝16 g 答：样品中氧化铁的质量为16 g。 【解析】(3)取一定量的Al放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，铝先与硝酸银反应，再与硝酸铜反应，充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，固体中可能存在的金属是铜；该过程中一定发生的反应是铝和硝酸银反应生成硝酸铝和银，化学方程式为：Al+3AgNO3===Al(NO3)3+3Ag。 【题型3】工业炼铁的原理及装置 【典型例题】下列关于工业炼铁的做法或说法错误的是（　　） A.使用的原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 B.焦炭的一个作用是提供热量 C.因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高 D.炼铁高炉内焦炭与氧化铁反应，最终得到生铁 【答案】D 【解析】工业炼铁以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为原料炼铁，故A正确；原料中焦炭的作用是提供能量和生成还原剂一氧化碳，故B正确；因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高，故C正确；炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧生成铁，还原剂为一氧化碳不是焦炭，故D错误。 【举一反三1】工业上把铁矿石、焦炭和石灰石一起投放高炉内，从下方通入热空气，最后得到生铁。下列说法中正确的是(　　) A.矿石中含铁就可用作炼铁原料      B.焦炭只起为反应提供还原剂的作用      C.所得生铁的含碳量为2%～4.3%      D.高炉气体主要含有一氧化碳和二氧化碳 【答案】C 【解析】矿石中含铁不一定就可用作炼铁原料，还需要考虑含铁量、反应是否产生有害物质等，故A错误；炼铁的过程中焦炭除了提供还原剂外，另一个重要作用是燃烧放热，提供热量，故B错误；所得生铁的含碳量为2%～4.3%，故C正确；空气中含量最多的氮气没有参与反应，因此高炉气体主要含有氮气、一氧化碳和二氧化碳等，故D错误。 【举一反三2】在炼铁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 　     　性。 【答案】使矿物与氧气充分接触，充分反应；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；还原。 【解析】在炼铁炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是使矿物与氧气充分接触，充分反应；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，化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；在该反应中，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，体现了一氧化碳的还原性。 【举一反三3】某钢铁厂采用赤铁矿石冶炼钢铁，其主要工艺流程如图。 [查阅资料]Ⅰ.赤铁矿石的主要成分是Fe2O3和SiO2。 Ⅱ.石灰石的主要作用是将矿石中SiO2转变为炉渣和二氧化碳气体。 （1）步骤①中，将固体反应物粉碎的目的是 　                  　。 （2）步骤②中，生铁生产过程中CO与Fe2O3反应的化学方程式为 　                  　。 （3）步骤③中，通入“氧气”的主要目的是降低生铁中的 　      　。 （4）高炉气体中除N2、SO2、CO外，主要成分中还含有 　         　（填化学式）气体。根据资料Ⅱ信息，可推测“炉渣”中一定含有氧元素和 　      　（填元素名称）。 【答案】（1）增大反应物之间的接触面积，加快反应速率；（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2； （3）含碳量；（4）CO2、O2；钙元素。 【解析】（1）在步骤①中将固体反应物粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积，加快反应速率。 （2）步骤②中，生铁生产过程中CO与Fe2O3反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 （3）高炉炼得的铁里含有2%～4.3%的碳，以及少量磷和硫，因而是铁的合金﹣生铁。它硬而脆，不易于加工，所以还要把生铁放入炼钢炉中，通入纯氧冶炼来降低生铁中的含碳量。 （4）空气中的氮气没有参加反应，石灰石分解产生二氧化碳，碳燃烧生成二氧化碳，炼铁生成二氧化碳，部分氧气没有参加反应，因此高炉气体中除N2、SO2、CO外，主要成分还有CO2、O2等；由质量守恒定律可知，可推测“炉渣”中一定含有氧元素和钙元素。 竖炉炼铁的工艺流程示意图如下所示，请回答下列问题。 （1）赤铁矿石属于_____________（填“纯净物”或“混合物”）。粉碎机将矿石粉碎的目的是_________________。 （2）还原反应室中发生的两个还原氧化铁的反应，化学方程式分别为Fe2O3+3H22Fe+3H2O和_________________________________。 （3）催化反应室中发生的反应之一为CH4+X2CO+2H2。其中，X的化学式为_______。 【答案】 (1)混合物　增大反应速率　(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　(3)CO2 【举一反三5】铁是一种重要的金属材料，在工业、农业和国防科技中有重要应用。 Ⅰ.高炉炼铁：用赤铁矿石(主要成分为Fe2O3、焦炭、石灰石等冶炼生铁。 (1)高炉炼得铁的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)生铁的熔点 　　　　　(填“＞”“＜”或“＝”)纯铁的熔点。 (3)高炉排出尾气主要含有　　　(填化学式)、CO2及N2等。 Ⅱ.炉渣利用：炉渣主要成分是CaSiO3，还含有较多的Al2O3等。 (4)CaSiO3可写成xCaO•ySiO2，则x∶y＝　　　。 (5)在1500 ℃时，用固体C和炉渣中的Al2O3反应生成CO2和Al，该反应的化学方程式为　　　　　　　。 (6)某炉渣中Al2O3的质量分数为10%。若200 t该炉渣经反应得到8.1 t金属Al，则该炉渣中Al2O3的还原率为　　　　　。(精确到0.1%) 已知： Ⅲ.模拟探究：实验小组利用如图所示装置模拟CO和Fe2O3反应。甲同学观察到固体由红棕色变成黑色，推断黑色固体是Fe。乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4。 已知：常温下Fe3O4几乎不溶于稀盐酸。 (7)该小组通过实验证明黑色固体中同时含Fe3O4和Fe；取少量黑色固体于试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡，观察到的现象为 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2　(2)＜　(3)CO　(4)1∶1　(5)3C+2Al2O34Al+3CO2↑　(6)76.5%　(7)有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色，且有固体剩余 【解析】(1)一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2； (2)生铁是铁的合金，合金熔点低于组成金属，则生铁熔点＜纯铁的熔点； (3)高炉炼铁过程中，除了生成铁和二氧化碳，还会产生一氧化碳，则高炉排出尾气主要含有CO、CO2及N2等； (4)CaSiO3可写成xCaO•ySiO2，则x∶y＝1∶1； (5)固体C和氧化铝在1500 ℃时反应生成二氧化碳和铝，反应的化学方程式为3C+2Al2O34Al+3CO2↑； (6)设参加反应的氧化铝质量为x， 3C+2Al2O34Al+3CO2↑ 　　204　　　　108 　　x　　　　　8.1 t x＝15.3 t 即参加反应的氧化铝质量为15.3 t，原始氧化铝的质量为200 t×10%＝20 t，则该炉渣中Al2O3的还原率为100%＝76.5%； (7)Fe3O4几乎不溶于稀盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则取少量黑色固体于试管中，加入足量稀盐酸，充分振荡，观察到的现象为有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色，且有固体剩余，证明黑色固体中同时含Fe3O4和Fe。 【题型4】含杂质物质的化学反应的有关计算 某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中Fe2O3的质量分数为（　　） A.95%                      B.85%                      C.90%                      D.80% 【答案】C 【解析】 Fe2O3中Fe的质量分数为56×2÷（56×2+16×3）=112÷160=70％，63%÷70％=.90%。 【举一反三1】某炼铁厂用赤铁矿石冶炼生铁。若要炼得1 120 t含铁90%的生铁,需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是(　　) A.1 500 t　    B.1 440 t C.1 800 t　    D.1 980 t 【答案】C 【解析】设需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x。 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160　　　　　112 80%×x　　　 1 120 t×90% 【举一反三2】某同学取该部分锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成），测得其中氧元素的含量为12%，则样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数约为（　　） A.28% B.31.8% C.46.7% D.70% 【答案】B 【解析】解：设该锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成）的质量为x．则氧化铁的质量＝＝40%；被腐蚀的铁的质量＝×100%×40%，所以该样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数为×100%≈31.8%； 【举一反三3】某同学取该部分锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成），测得其中氧元素的含量为12%，则样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数约为（　　） A.28% B.31.8% C.46.7% D.70% 【答案】B 【解析】解：设该锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成）的质量为x．则氧化铁的质量＝＝40%；被腐蚀的铁的质量＝×100%×40%，所以该样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数为×100%≈31.8%； 某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中Fe2O3的质量分数为（　　） A.95%                      B.85%                      C.90%                      D.80% 【答案】C 【解析】 Fe2O3中Fe的质量分数为56×2÷（56×2+16×3）=112÷160=70％，63%÷70％=.90%。 【举一反三5】1000吨含Fe2O3 40%的铁矿石，最多可以炼出含铁80%的生铁多少吨？(已知：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2) 【答案】解：设最多可以炼出含铁80%的生铁的质量为x。 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160　　　　　112 1000 t×40%　 80%×x 　x＝350 t 答：最多可以炼出含铁80%的生铁350 t。 科研人员提出一种回收利用冶炼铝产生的废渣——赤泥(含Fe₂O₃)的新方法，助力产业逐“绿”前行。应用新方法从赤泥中提取铁发生反应的化学方程式： 3H2+Fe2O33H2O+2Fe。 (1)用该方法处理某赤泥样品的实验数据如图所示。据图计算，反应从开始至10分钟，提取铁的质量为         g。 (2)我国每年产生赤泥约9000 万吨，假设赤泥中 Fe₂O₃的质量分数为30%,用新方法处理9000万吨赤泥，理论上可提取铁多少万吨? 【答案】 (1)15g×28％-9g×18％=4.2g-1.62g=2.58g (2)解：设理论上可提取铁x万吨。 3H2+Fe2O33H2O +2Fe 160　　　　　　　　　112 9000万吨×30％　　　　x ，x=1890万吨 答：理论上可提取铁1890万吨。 【题型5】还原反应、还原剂、氧化剂 【典型例题】单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。工业上通过以下反应将自然界的二氧化硅（SiO2）转化为硅：SiO2+2CSi+2CO↑。下列分析不正确的是（　　） A.二氧化硅具有氧化性 B.碳发生了氧化反应 C.该反应属于置换反应 D.硅是地壳中含量最多的非金属元素 【答案】D 【解析】在该反应中，二氧化硅失去了氧，在反应中提供了氧，具有氧化性，故A正确；在该反应中，碳得到氧，发生了氧化反应，故B正确；该反应是一种单质和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，故C正确；地壳中元素含量由高到低（前四位）依次是：O、Si、Al、Fe，则地壳中含量最多的非金属元素是氧元素，故D错误。 【举一反三1】下列物质中，既有可燃性又有还原性的是（　　） A.CO2 B.O2 C.N2 D.C 【答案】D 【解析】二氧化碳不具有可燃性和还原性，故A错误；氧气具有助燃性，不具有可燃性和还原性，故B错误；氮气不具有可燃性和还原性，故C错误；碳既有可燃性又有还原性，故D正确。 【举一反三2】中华文明源远流长，蕴含着深邃的哲学智慧和丰富的实践经验。 (1)姜夔“高花未吐，暗香已远”蕴含科学道理，从分子角度分析“暗香已远”的原因是　　　　　　。 (2)“漉海盐千斛，裁冈枣万株”，出自清代顾炎武的《莱州》。这里的“漉海盐”指的是通过晒海水来制盐的过程，“盐”主要指氯化钠，氯化钠是由　　　　构成的。 (3)刘禹锡《浪淘沙》中写道：“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”。其中的“淘”和“漉”相当于化学实验中的　　　　操作。 (4)《本草经集注》记载：“强烧之，紫青烟起…云是真硝石也”。“硝石”主要成分是KNO3，KNO3中氮元素的化合价为　　　　。 (5)苏轼“投泥泼水愈光明”中“投泥泼水”反映的化学原理是，该反应中发生还原反应的物质是　　　　。“愈光明”指的是　　　　(填写物质化学式)燃烧的结果。 (6)《天工开物》记载：“煤饼烧石成灰”。“石”主要成分是CaCO3，“灰”指CaO，“烧石成灰”可用化学方程式表示为　　　　，该反应属于　　　　(填基本反应类型)。 【答案】(1)分子在不断运动 (2)氯离子(或Cl-)、钠离子(或Na+)、 (3)过滤 (4)+5 (5)水(或H2O)　CO、H2(或H2、CO) (6)　分解反应 【解析】(3)过滤是用于分离不溶性固体与液体的方法，“淘” 和 “漉” 是将不溶性的沙子等杂质与金分离，相当于化学实验中的过滤操作； (4)在KNO3中，钾元素显+1价，氧元素显−2价，设氮元素的化合价为x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零，则(+1)+x+(−2)×3=0，解得x=+5； (5)在中，H2O失去氧，发生还原反应，发生还原反应的物质是H2O； “愈光明”是因为生成的H2和CO都是可燃性气体，它们燃烧使火焰更明亮，这里指的是H2和CO燃烧的结果； (6)烧石成灰发生的反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为；该反应是由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应。 【举一反三3】木炭是生活中常见物质，回答以下有关木炭的问题。 (1)木炭燃烧时，木炭和氧气的质量比约为1：2，则生成气体为　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。 (2)实验1中两支试管装满红棕色气体，向其中分别加入等质量的金刚石和木炭，一段时间后，可观察到　　　　(填字母)。 A．试管中红棕色消失 B．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 C．试管中红棕色消失 D．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 (3)实验2中，木炭发生　　　　(填“氧化反应”或“还原反应”)。其中金属网罩的作用是　　　　。 【答案】(1)混合物 (2)CD (3)氧化反应　使酒精灯火焰集中，提高加热温度 【解析】(1)木炭和氧气燃烧反应生成二氧化碳，反应的化学方程式为：，木炭和氧气的质量比约为1：2，说明木炭不完全燃烧，可能生成一氧化碳，生成的气体为混合物； (2)活性炭具有吸附性，NO2气体被活性炭吸附，所以n瓶气体变为无色；由于n瓶中的压强小于外界大气压强，打开弹簧夹，水进入n中，n中的液面上升，而石墨没有吸附性，所以m中无变化，故选CD； (3)木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应中木炭得到氧，生成二氧化碳，发生了氧化反应；金属网罩的作用是使酒精灯火焰集中，提高加热温度。 【题型6】常见的金属矿物 【典型例题】几种矿石的主要成分如下，可用于冶炼铜的矿石是（　　） A.菱铁矿（FeCO3） B.软锰矿（MnO2） C.方铅矿（PbS） D.孔雀石[Cu2（OH）2CO3] 【答案】D 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，菱铁矿（FeCO3）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故A不符合题意；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，软锰矿（MnO2）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故B不符合题意；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，方铅矿（PbS）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故C不符合题意；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，孔雀石[Cu2（OH）2CO3]中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故D符合题意。 【举一反三1】下列物质为纯净物的是 (　　) A.黄铁矿 B.菱铁矿 C.不锈钢 D.含氧质量分数为30%的氧化铁 【答案】D 【解析】含氧质量分数为30%的氧化铁是纯净物。其他三种物质皆属于混合物。故选D。 【举一反三2】云南铝土矿资源丰富。铝土矿的主要成分是氧化铝，其化学式为(　　) A.Cl2O    B.Al2O3    C.Al2(SO4)3    D.Al(OH)3 【答案】B 【解析】氧化铝中铝元素显+3价，氧元素显﹣2价，其化学式为Al2O3。 【举一反三3】炼铁时用到的一些铁矿石(括号内为主要成分的化学式)如图所示。若测得其中杂质的百分含量均相同。从环保和产率看，你选择的优良矿石是(　　) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】A项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，矿石中含铁元素，冶炼时产生的大气污染物相对较少，但氧化铁中铁元素的质量分数为70%含铁量小于四氧化三铁，所以错误；B项，菱铁矿的主要成分是FeCO3，铁元素质量分数为48.3%，含铁量较少，所以错误；C项，黄铁矿的主要成分是FeS2，冶炼时会产生大量的二氧化硫，造成空气污染和酸雨，所以错误；D项，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，矿石中含铁元素，冶炼时产生的大气污染物相对较少，四氧化三铁中铁元素的质量分数为72.4%，含铁量最高，所以正确。选D。 【举一反三4】如表是部分常见的金属矿石，其中可用于炼镁的是（　　） A.白云石 B.冰晶石 C.方解石 D.炉甘石 【答案】A 【解析】白云石的主要成分中含有镁元素，可用于炼镁，故A正确；冰晶石的主要成分中不含有镁元素，不能用于炼镁，故B错误；方解石的主要成分中不含有镁元素，不能用于炼镁，故C错误；炉甘石的主要成分中不含有镁元素，不能用于炼镁，故D错误。 写出下列金属矿石主要成分的化学式。 （1）磁铁矿：_____________。 （2）赤铜矿：_____________。 （3）铝土矿：_____________。 【答案】 (1)Fe3O₄ (2)Cu2O (3)Al2O₃ 【举一反三6】2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射，开启月球背面采样之旅。 (1)月球背面的水有固态和气态两种存在方式。 ①气态水的分子间隔比固态水更 　 　(填“大”或“小”)。 ②水由固态变为气态的过程中，没有发生变化的是 　      (填“物理”或“化学”)性质。 (2)科研人员曾用嫦娥五号带回的月壤证实：在一定条件下，月壤中的FeO(铁橄榄石的主要成分)分解生成Fe3O4(磁铁矿的主要成分)以及单质铁。 ①写出该反应的化学方程式：　                      　。 ②下列关于含铁物质的说法中，正确的是 　   　(填字母)。 A.磁铁矿是工业炼铁的重要原料 B.铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O C.铁合金比纯铁应用更为广泛 【答案】(1)①大 ②化学 　(2)①4FeOFe3O4+Fe　 ②ABC 【解析】(1)②由微粒的变化可知，水由固态变为气态时水分子间的间隙发生了变化，但水分子本身没有发生变化，所以化学性质没有改变。(2)②铁锈的主要成分是氧化铁的水合物，可表示为：Fe2O3•xH2O，B正确；合金的特点是：硬度大，熔点低，耐腐蚀，因此合金种类远大于纯金属，合金具有更广泛的用途，C正确。 【举一反三7】常见的金属矿石如图所示，回答下列相关问题。 (1)从物质分类角度来看，以上矿石的主要成分属于氧化物的是__________(填字母)。 (2)赤铁矿的主要成分 Fe₂O₃中铁元素的质量分数为___________。 (3)钢铁因含硫、磷元素而会变脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的铁矿石不宜采用___________（填字母）。 【答案】(1)AC (2)70% (3)B 【解析】氧化物是含有两种元素，其中一种元素是氧元素的化合物，故选AC；铁元素的质量是112，氧化铁的化学量为160，故铁元素的质量分数为70% ；考虑到环保问题，不用黄铁矿，因为会产生二氧化硫。 写出下列金属矿石主要成分的化学式。 （1）磁铁矿：_____________。 （2）赤铜矿：_____________。 （3）铝土矿：_____________。 【答案】 (1)Fe3O₄ (2)Cu2O (3)Al2O₃ 【题型7】金属元素的存在形式 【典型例题】下列有关金属和合金的说法正确的是（　　） A.常温下所有金属都呈固态 B.大多数金属是电和热的优良导体 C.自然界的金属多以单质形式存在 D.合金的熔点高于它的成分金属的熔点 【答案】B 【解析】常温下金属汞是液态，故A错误；大多数金属是电和热的优良导体，故B正确；自然界的金属元素除少数很不活泼的金属如银、金等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在，故C错误；合金的熔点低于它的成分金属的熔点，故D错误。 下列说法不符合事实的是(　　) A.Al 、Fe 、Ca 在地壳中含量占金属元素的前三位 B.金属元素在自然界中都以化合物形态存在 C.金属矿物是冶炼金属的基本原料 D.从本课介绍的矿物主要成分分析，金属元素在化合物中都呈正价态 【答案】B 【举一反三2】下列关于金属资源的说法中，不正确的是（　　） A.少数不活泼的金属如金、银等以单质的形式存在 B.自然界中的金属是取之不尽的 C.大多数都是以化合物的形式存在 D.使金属矿物转化为金属的过程称为金属冶炼 【答案】B 【举一反三3】环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。下列说法错误的是（　　） A.化学反应伴随能量变化 B.大多数铁矿石中的铁元素以单质形式存在 C.大气中二氧化碳含量升高会增强温室效应 D.太阳能、风能是人类正在利用和开发的新能源 【答案】B 【解析】化学反应伴过程中随能量变化，表现为吸热、放热、发光等，故A正确；极少数不活泼的金属以单质的形式存在，如铂，金、银等，其余大多数以化合物存在，因此大多数铁矿石中的铁元素以化合物形式存在，故B错误；造成温室效应的主要物质是二氧化碳，还有甲烷、臭氧等，故C正确；由于化石燃料属于不可再生能源，并且污染严重，现在正在开发无污染、可再生的新能源，有太阳能、水能、风能，潮汐能、核能等，故D正确。 【举一反三4】中国传统文化典籍之中包含很多化学知识，下列有关说法错误的是（　　） A.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了化合反应 B.某古剑“以剂钢为刃，铁为茎干…”，“剂钢”指的是铁的合金 C.“水乳交融，火上浇油”前者包含物理变化，后者包含化学变化 D.“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”说明金的化学性质稳定，在自然界中常以单质状态存在 【答案】A 【解析】熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，指的是铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，该反应是一种单质和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，故A错误；钢是铁的合金，故B正确；水乳交融只是混合在一起，火上浇油，发生了燃料的燃烧，前者包含物理变化，后者包含化学变化，故C正确；吹尽狂沙始到金，意思是经过千遍万遍的过滤，历尽千辛万苦，最终才能淘尽泥沙得到闪闪发光的黄金，说明金的化学性质稳定，在自然界中常以单质状态存在，故D正确。 【题型8】 金属矿物与金属冶炼综合 【典型例题】实验室用如图装置模拟炼铁，下列正确的是（　　） 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CO 【答案】D 【解析】按照题图1进行实验，实验开始时先通入一氧化碳，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，故A错误；一氧化碳具有还原性，能与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，实验现象是红棕色固体变黑，故B错误；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；二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，图2中排出的高炉废气中可能含有有毒的CO，故D正确。 【举一反三1】我国古代常用灰吹法炼银（如图），其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是（　　） A.银比铅活泼 B.银铅块属于混合物 C.PbO中Pb的化合价为+2 D.灰吹法炼银过程含有化学变化 【答案】A 【解析】先让银铅互熔，然后让铅氧化成氧化铅，使其分离，因为铅被氧化，而银不被氧化，所以铅比银活泼，而不是置换，故A错误；银铅块中含有银、铅，属于混合物，故B正确；氧元素一般显﹣2价，设铅元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）＝0，则x＝+2价，故C正确；我国古代常用灰吹法炼银，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银，过程中有新物质生成，含有化学变化，故D正确。 【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↑，下列说法错误的是（　　） A.该反应属于置换反应 B.该不锈钢中还含有铁和镍 C.该不锈钢合金的硬度大于纯铁 D.反应前后元素的化合价都发生了变化 【答案】D 【解析】该反应是一种单质和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，故A正确；高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，该不锈钢中还含有铁和镍，故B正确；合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，该不锈钢合金的硬度大于纯铁，故C正确；反应前后元素的化合价不是都发生了变化，反应前后氧元素的化合价均为﹣2价，即反应氧元素的化合价不变，故D错误。 【举一反三3】我国古代科技璀璨夺目，金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。 （1）日常生活中，适合制作电缆的金属是 　   　（填序号）。 A．金 B．铜 C．汞 D．钨 （2）明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法，如下图。炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 　                 　。 （3）下图为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石的主要成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。 泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量，泥罐内煤粉的主要作用是 　             　。 ②已知锌的沸点为907 ℃，泥罐下部温度可达1 200 ℃，上部约为600 ℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于 　   　（填序号）。 A．结晶 B．蒸发 C．蒸馏 D．升华 （4）向含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的金属Zn，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列正确的是 　     　（填序号）。 A．滤渣中一定含有的金属是Ag、Cu B．滤液中可能含有的溶质是AgNO3、Cu（NO3）2 C．若向滤液中加入稀盐酸，无明显现象，则滤液可能呈蓝色 D．若向滤渣中加入稀盐酸，无明显现象，则滤渣中一定含有Ag、Cu 【答案】（1）B；（2）合金的熔点比其组分金属熔点低；（3）①作还原剂（合理即可）；②C；（4）BC。 【解析】（1）金具有导电性，但是价格昂贵，A不符合题意；铜具有良好的导电性，且价格低廉，B符合题意；汞在常温下是液态，C不符合题意；钨的熔点高，不易加工，不适合制作电缆，D不符合题意； （2）炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，是因为形成合金后熔点降低； （3）①煤粉的主要成分是碳，在泥罐中，碳与氧化锌在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳，则泥罐内煤粉的主要作用是将ZnO还原为Zn； ②由于锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，此时锌由气态转化为液态。 结晶是物质由液态变为固态的过程，A不符合题意；蒸发是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去水分，剩下溶质固体，蒸发的目的是将溶液中的溶质分离出来，B不符合题意；蒸馏是将液体先通过加热使其汽化，再通过冷凝使其液化的过程，蒸馏是根据混合物的沸点不同进行分离，锌的沸点为907 ℃，泥罐下部温度可达1 200 ℃，上部约为600 ℃，在冷凝区，锌由气态转化为液态，故工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于蒸馏，C符合题意；升华是指固态物质不经液态直接变为气态的过程，D不符合题意； （4）金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，因此AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液，若向其中加入一定量的金属Zn，先发生：Zn+2AgNO3＝Zn（NO3）2+2Ag；后发生Zn+Cu（NO3）2＝Zn（NO3）2+Cu。结合以上分析可知，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，滤渣中一定含有的金属是Ag，可能含有Cu，故A错误；结合以上分析可知，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，如果加入的锌的量较少，只部分发生锌置换银的反应，因此滤液中可能含有的溶质是AgNO3、Cu（NO3）2，故B正确；结合以上分析可知，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，若向滤液中加入稀盐酸，无明显现象，说明银离子已经完全反应了，则滤液中含有硝酸铜，溶液呈蓝色，故C正确；结合以上分析可知，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，由于银铜均不能与稀盐酸反应，因此若向滤渣中加入稀盐酸，无明显现象，则滤渣中一定含有Ag、可能含有Cu，故D错误。 我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种外观似金子的锌和铜的合金，试写出相关反应的化学方程式（提示：ZnCO3 受热分解可生成ZnO 等）。 【答案】 炉甘石(ZnCO₃)在高温下分解生成氧化锌和二氧化碳，在高温下氧化锌与木炭反应 ZnCO3ZnO+CO2↑       2ZnO+C2Zn+CO2↑     2Cu2O+C4Cu+CO2↑ 【举一反三5】2024年5月17日，中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线，顺利实现新能源汽车转型升级。 (1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是 　             　。 (2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统，说明铜具有优良的 　 　                (填写物理性质)。 (3)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂(LiFePO4)的锂电池为汽车提供动力。LiFePO4中显﹣3价，则Li元素的化合价为 　   　价。 (4)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是 　 　            (填字母)。 A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大 B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低 C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好 (5)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1 000 t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁的质量为多少(写出计算过程)？ 【答案】(1)隔绝氧气和水 　(2)导电性　 (3)+1 　(4)ABC　(5)解：设理论上可炼出纯铁的质量为x，则： Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160　　　　　   112 1 000 t×80%     x x＝560 t 答：理论上可以炼出纯铁的质量为560 t。 【解析】(1)铁在与氧气和水蒸气共存时会发生锈蚀，汽车烤漆工艺既能助力汽车美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是隔绝氧气和水。(3)LiFePO4中显﹣3价，铁元素显+2价，设Li元素的化合价为x，由化合物中各元素正负化合价的代数和为零可知：x+(+2)+(﹣3)＝0，x＝+1。 学科网（北京）股份有限公司 $