8.3金属资源的利用和保护 (第1课时）课件--2025-2026学年九年级化学人教版下册

第八单元 金属和金属材料 2025-2026学年人教版九年级化学同步教学课件 课题3 金属资源的利用和保护 第1课时金属矿物和铁的冶炼 1.了解常见金属矿物的主要成分；掌握铁冶炼的原理、原料、设备及反应过程；能正确书写工业炼铁的化学方程式，区分工业炼铁与实验室炼铁的差异。  2. 通过观察实验室炼铁实验、分析工业炼铁流程，提升实验观察、对比分析和归纳总结的能力；通过习题探究，掌握金属冶炼相关计算与原理应用方法。 3. 认识金属资源的有限性，树立合理利用金属资源、节约金属的意识；感受化学在工业生产中的实际应用，激发学习化学的兴趣。 学习目标 4. 建立“物质转化”的化学观念，理解金属从化合物到单质的还原原理；培养证据推理与科学探究素养，基于实验现象分析冶炼原理。 1. 重点 （1）常见金属矿物的种类及主要成分，如赤铁矿、磁铁矿、等核心成分的识记； （2）工业炼铁的原料、原理、设备、主要反应，一氧化碳还原氧化铁的化学方程式书写与反应现象。； （3）实验室一氧化碳还原氧化铁的实验操作、现象、注意事项及原理应用。 2. 难点 （1）理解一氧化碳还原氧化铁的氧化还原反应本质，区分氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应； （2） 实验室炼铁实验中先通一氧化碳、后加热，实验结束先停加热、继续通一氧化碳至冷却的操作原因分析； （3）工业炼铁中各原料的作用，以及炉内多步反应的逻辑关系；结合实验和工业生产分析金属冶炼的实际问题； (4)  利用炼铁原理进行含杂质物质的化学方程式计算（杂质不参与反应）. 重点难点 我们使用的金属材料都可以从自然界直接获得吗？ 引入新课 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、银等有单质形式存在(如图)，金属多以化合物的形式存在。。  银(Ag) 铂(Pt) 金(Au) 一. 金属矿物 1.金属元素在自然界中的存在 金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。 铁元素以化合物的形式存在于铁矿石中 2.常见矿石 赤铁矿（Fe2O3） 褐铁矿（Fe2O3·XH2O） 黄铁矿（FeS2） 磁铁矿（Fe3O4） 孔雀石（Cu2(OH)2CO3） 赤铜矿 （Cu2O） 黄铜（CuFeS2） 斑铜（Cu5FeS4） 金红石(TiO2) 铝土矿（AI2O3） 明矾石（KAl3(SO4)2(OH)6 水铝石（AI2O3·H2O） 3. 大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提炼量最大的是铁。 赤铁矿（Fe2O3） 磁铁矿（Fe3O4） 黄铁矿（FeS2） 思考·讨论 选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等，你觉得哪种原料不适合用来炼铁？为什么？ 铁的矿物 主要成分 赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 黄铁矿FeS2 主要成分 中Fe％ 70% 72.4% 46.7% 黄铁矿不适合炼铁原因： ①含铁质量分数低； ②冶炼过程中会产生二氧化硫气体污染环境。 4. 金属的冶炼: 即：金属化合物 金属单质 化合态 游离态 转变成 使金属矿物变成金属的过程. 铁的冶炼： 铁的化合物 转变成 铁单质 二、铁的冶炼 1. 我国的炼铁史 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，公元1世纪 起，铁便成了一种最主要的金属材料。 1996年中国钢产产量突破1亿吨，居世界第一位。 2011年我国钢产量达6.8亿吨，2012年突破7亿吨。已超过世界其他前十个国家的总和。 去掉Fe2O3中的O 思考·讨论 Fe2O3和Fe的组成上均含有Fe元素，不同之处在于Fe少了O元素，如何使Fe2O3转变成Fe ？  金属铁的冶炼,是把它们的矿物跟易得氧的物质一起加热反应，以夺氧的方式还原铁的氧化物。通常使用的还原剂是CO。以赤铁矿为例，其化学方程式为：  3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2 高温 （2）原料： （1）原理： 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。 石灰石、铁矿石、焦炭、空气。 （3）设备：高炉 2.炼铁的概述 ｛ ①燃烧放热提高炉温； ②生成CO 将杂质转化为炉渣 提供铁元素 高炉 产生CO 提供热量 生铁出口为什么低于炉渣出口？ 生铁（铁水 ）密度比炉渣密度大 放热 （1）原理： （2）装置图： 硬质玻璃管 酒精喷灯 3.实验室模拟炼铁 3CO+Fe2O3＝＝2Fe+3CO2 高温 （3）现象： 红棕色的固体逐渐变成黑色， 澄清石灰水变浑浊。 检验有二氧化碳生成 CO2+Ca(OH)2===CaCO3 +H2O ①、检查装置的气密性； ②、装入药品并固定； ③、向玻璃管内通入一氧化碳气体； ④、给氧化铁加热； ⑤、停止加热； ⑥、待试管冷却后停止通一氧化碳。 （4）实验步骤 (CO: 早出晚归， 酒精喷灯: 迟到早退) 排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。 防止生成的铁重新被氧化；防止石灰水倒吸，玻璃管炸裂。 比较项目 实验室炼铁 工业炼铁 原料 涉及的 主要反应 产物 设备与生产连续性 废弃物处理 请你比较实验室炼铁和工业炼铁的不同之处，将你的收获写下来。 4. 归纳比较 Fe2O3 铁矿石（不纯）、 纯）、 （纯）、 CO 焦炭、 石灰石、空气 Fe2O3＋3CO== 2Fe＋3CO2 高温 铁粉（固态） 生铁（液态）、炉渣 装置横向 设备纵向 不连续 适合连续不断生产 尾气直接燃烧或收集后再处理 高炉废气可预热空气； 炉渣可生产水泥、制砖等 某钢铁公司用2000 t含氧化铁75%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少吨？ 注意：代入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量 纯净物的质量=混合物的质量×该物质的质量分数 m(Fe2O3) = 2000 t×75%=1500 t 赤铁矿 —— 氧化铁—— 铁 ——生铁 3CO+Fe2O3=== 2Fe+3CO2 高温 三.含杂质的物质的化学方程式的计算： 分析： 解： m(Fe2O3)= 2000 t×75%=1500 t 设1500 t氧化铁可炼出铁的质量为 x 3CO+Fe2O3＝＝2Fe+3CO2 高温 160 112 1500t x x= =1050 t m(生铁)= 答：可炼得含杂质4%的生铁1093.8 t 。 1050t÷(1- 4%)=1093.8t 注意： 带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量 纯物质的质量= 不纯物质的质量×纯物质的质量分数 不纯物质的质量=纯物质的质量÷纯物质的质量分数 在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。 列比例时，一定要用纯量。 ⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。 解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t. Fe2O3 + 3CO=== 2Fe + 3CO2 112 X· 85% 2850t 高温 160 X· 85% = 112 2850t X≈4790t 答：⑴该3000 t生铁中含纯铁2850t。 ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。 某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：（计算结果保留整数） ⑴该3000 t生铁中含纯铁多少吨？ ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？ 即时运用 【解析】炼铁需选含铁元素的矿石，赤铁矿主要成分为Fe₂O₃，是工业炼铁常用原料；铝土矿炼铝、炉甘石炼锌、孔雀石炼铜。 B 经典例题 例1.2026年我国捷龙三号火箭“一箭七星”成功发射，火箭外壳使用高强度铁合金。下列可用于工业炼铁的矿石是（ ） A. 铝土矿（Al₂O₃） B. 赤铁矿（Fe₂O₃） C. 炉甘石（ZnCO₃） D. 孔雀石（Cu₂(OH)₂CO₃）  例2．下列金属主要以单质形式存在于自然界中的是（ ） A. Fe、Cu B. Au、Ag C. Hg、Cu D. Al、Cu 【解析】Al > Fe >H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au；在金属活性顺序中金是最不活泼的金属，在自然界中常以单质形式存在；银的化学活性较金强，在自然界主要以化合物的形式存在；铜汞在自然界也主要以化合物的形式存在。故选B。 B 23 【解析】工业炼铁在高炉中进行，利用高温下CO还原铁矿石制得生铁。 B 例3.2026年央视春晚人形机器人采用特种钢铁部件，工业炼铁核心设备是（ ） A. 试管 B. 高炉 C. 烧杯 D. 蒸发皿  【解析】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，其化学式为Fe2O3，选项铁矿石的名称与主要成分相符；B、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其化学式为Fe3O4，故选项铁矿石的名称与主要成分不符；C、菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁，其化学式为FeCO3，故选项铁矿石的名称与主要成分相符；D、铝土矿的主要成分是氧化铝，其化学式为Al2O3，故选项铁矿石的名称与主要成分相符。故选B。 B　 例4.矿石的名称与其主要成分的化学式不一致的是( ) A. 黄铁矿(FeS2) B. 赤铁矿(FeO) C. 辉铜矿(Cu2S) D. 铝土矿(Al2O3) 【解析】磁铁矿（Fe₃O₄）中铁元素质量分数约72.4%，高于赤铁矿（70%）、菱铁矿、黄铁矿。 B 例5. 2026年元宵非遗铁制花灯，我国春秋时期已炼铁。下列矿石含铁量最高的是（ ） A. 赤铁矿 B. 磁铁矿 C. 菱铁矿 D. 黄铁矿 例6．把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是( ) A. 钢 B. 生铁 C. 纯铁 D. 锰钢 【解析】铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温的条件下，利用铁矿石中有效成分氧化铁Fe2O3与一氧化碳反应，生成铁和二氧化碳。此时的铁中含有其他一些杂质，属于生铁。故选B。 B 27 【解析】鼓风增大氧气浓度，使燃料充分燃烧，提高炉温，加快反应速率。 B 例7.2026年陇西社火铁制道具，《天工开物》记载炼铁：“扇炉风箱必用四人”，鼓风目的是（ ） A. 降低温度 B. 提供充足O₂，提高炉温 C. 减少CO生成 D. 增加矿石质量  例8．炼铁高炉中发生了下列反应：①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁;②高温煅烧石灰石;③灼热的焦炭和二氧化碳反应;④焦炭充分燃烧;其中属于化合反应的是( ) A. ①和④ B. ②和③ C. ③和④ D. 只有④ 【解析】化合反应是两种或两种以上的物质反应生成一种物质，其特征是：“多变一”A、一氧化碳和铁矿石反应生成铁和二氧化碳不符合“多变一”的特征，不属于化合反应．B、石灰石生成二氧化碳和氧化钙的反应不符合“多变一”的特征，符合一变多的分解反应特征．C、焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳的反应符合“多变一”的特征，属于化合反应．D、焦炭充分燃烧生成二氧化碳的反应符合“多变一”的特征，属于化合反应．故选C． C 29 【解析】Fe₂O₃中Fe为+3价，生成物Fe为0价，化合价降低；反应需高温，CO发生氧化反应，CO有毒。 C 例9.2026年厨房铁制刀具冶炼，下列关于CO还原氧化铁说法正确的是（ ） A. 反应需点燃酒精灯加热 B. CO发生还原反应 C. 反应前后铁元素化合价降低 D. 生成气体无毒 D　 例10.某同学用如图所示的装置进行CO与Fe2O3的反应。下列说法错误的是(　　) A. 该实验装置应增加尾气处理装置 B. 加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气 C. NaOH溶液应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的CO2气体 D. 反应后的固体是Fe和Fe2O3的混合物，可以采用加入盐酸并过滤的方法得到Fe 【解析】A．该实验装置应增加尾气处理装置，否则会导致一氧化碳泄露在空气中污染空气，说法正确； B．加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，说法正确； C．NaOH溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠，无明显现象，和氢氧化钙反应生成沉淀使澄清石灰水变浑浊，应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的CO2气体，说法正确； D．Fe和Fe2O3都能与盐酸反应生成盐溶液，说法错误。选D 例11.实验室模拟炼铁的实验装置如图所示． 试回答下列问题： （1）写出有标号仪器的名称：a ______ ，b _____ 。 （2）实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末 _______ ，试管里的澄清石灰水 ___________ 。 （3）玻璃管中反应的化学方程式为 _____________________ 。 （4）加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是 ____________ 。 （5）该实验设计装置C的目的是 ______________ 。 【答案】(1). 铁架台 导管 (2). 由红色逐渐变黑 变浑浊   (3). Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2    (4). 排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸    (5). 燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气 【解析】（1）题中标号仪器的名称为a为铁架台、b为酒精灯； （2）一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末由黑色变红色，试管里的澄清石灰水变浑浊；（3）玻璃管中反应的化学方程式为3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2；（4）CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃酒精灯加热氧化铁。加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是排进装置内的空气防止发生爆炸；（5）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，该实验设计装置C的目的是处理尾气，防止污染空气。 34 例12.2026年正月十五元宵节，全国多地举办非遗铁制花灯展，铁制花灯骨架由生铁打造，美观坚固。结合工业炼铁知识，回答下列问题： （1）工业上炼铁的核心设备是__________，炼铁的原料中用于提供还原剂和热量的是__________。 （2）下列矿石中，最适合用于工业炼铁的是（ ） A. 赤铁矿（Fe₂O₃） B. 铝土矿 C. 孔雀石 D. 方解石 （3）工业炼铁的主要反应原理是一氧化碳还原氧化铁，该反应的化学方程式为__________，反应中发生还原反应的物质是__________。 （4）实验室模拟炼铁时，先通入一氧化碳再加热的目的是（ ） A. 加快反应速率 B. 排尽装置内空气，防止爆炸 C. 提高铁的纯度 D. 防止石灰水倒吸 （5）炼铁得到的生铁属于__________（填“纯净物”或“混合物”），生铁和钢的本质区别是__________不同。 （6）下列关于金属矿物的说法正确的是（ ） A. 金属矿物是可再生资源 B. 金在自然界中以单质形式存在 C. 所有矿石都能用来炼铁 D. 黄铁矿是最理想的炼铁原料 【答案】（1）高炉；焦炭（2）A （3）3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2；氧化铁（Fe2O3）（4）B（5）混合物；含碳量（6）B 【解析】（1）工业炼铁在高炉内进行，焦炭燃烧放热，同时生成一氧化碳还原剂。 （2）赤铁矿主要成分为氧化铁，富含铁元素，是炼铁主要原料。 （3）一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，氧化铁失去氧，发生还原反应。 （4）一氧化碳是可燃性气体，与空气混合加热易爆炸，先通CO排空气。 （5）生铁含碳和其他杂质，属于混合物；生铁与钢的差异在于含碳量不同。 （6）金属矿物不可再生；金化学性质稳定，以单质存在；只有铁矿石可炼铁；黄铁矿含铁量低且污染大。 课堂小结 本课题学习了金属矿物与铁的冶炼。自然界中铁等金属多以化合物形式存在，常见铁矿石有赤铁矿（Fe₂O₃）、磁铁矿（Fe₃O₄）等。工业炼铁在高炉中进行，原料为铁矿石、焦炭、石灰石和空气，利用一氧化碳在高温下还原氧化铁制得生铁。实验室用一氧化碳还原氧化铁时，要先通气体排空气，实验结束继续通气至冷却，防止爆炸和铁被氧化。同时要认识金属资源的宝贵，树立合理利用与保护金属资源的意识。 随堂练习 1．2026年6G光通信技术突破，设备铁制零件需防锈。炼铁原理：Fe₂O₃+3CO 2Fe+3CO₂，该反应中还原剂是（ ） A. Fe₂O₃ B. CO C. Fe D. CO₂ 【解析】CO夺取Fe₂O₃中的氧，发生氧化反应，作还原剂；Fe₂O₃提供氧，作氧化剂。 B 2．工业炼铁的主要原料中，正确的一组是（ ） ①铁矿石；②焦炭；③一氧化碳；④石灰石；⑤空气 A. ①②⑤ B. ①②④⑤ C. ①③④⑤ D. ②③④ 【解析】工业炼铁的主要原料中：铁矿石能够提供铁元素，是炼铁的主要原料；焦炭在点燃条件下和氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能被焦炭还原成一氧化碳，一氧化碳能够把铁矿石中的铁还原出来；石灰石在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和铁矿石中的杂质二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去二氧化硅；空气能够提供氧气；工业炼铁的主要原料包括铁矿石、焦炭、石灰石和空气。故选B． B　 3．2026年朱雀三号火箭回收试验，箭体铁合金冶炼中，焦炭作用是（ ） ①产生CO ②提供热量 ③作还原剂 ④除杂质 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④ 【解析】：焦炭燃烧放热、生成CO₂，CO₂与C高温生成CO（还原剂），故焦炭作用：供热+制还原剂。 A 4.用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引起酸雨的是（ ） A. 辉铜矿(主要成分Cu2S) B. 赤铁矿(主要成分Fe2O3) C. 磁铁矿(主要成分Fe3O4) D. 铝土矿(主要成分Al2O3) 【解析】酸雨主要是由排放到空气中的SO2和氮氧化物造成的，辉铜矿中含有硫元素，冶炼金属时会生成二氧化硫，故排放的废气中含有二氧化硫气体，易引起酸雨。故选A。 A　 5．2026年故宫十二花神文物铁制构件，古代炼铁用木炭，现代用焦炭。焦炭与木炭相同作用是（ ） A. 作催化剂 B. 供热、制还原剂 C. 作装饰品 D. 除杂 【解析】：木炭/焦炭均燃烧供热、生成CO作还原剂，核心作用一致。 B 6.下图是甲是初中化学炼铁的基本原理。乙是工业炼铁高炉的结构图。下列说法错误的是( ) A. 由甲图加热装置可知炼铁需要高温 B. 乙图中焦炭燃烧产生高温也可以反 应产生一氧化碳 C. 乙图中出铁口应该比出渣口高一些 D. 甲图中b处在操作时应该接尾气处理装置 【解析】A.从图中可以看出，该实验用的是酒精喷灯，故知炼铁需要高温；B.焦炭的作用有两个，一是和氧气反应放出大量的热生成二氧化碳，二是生成的二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，一氧化碳是炼铁中的还原剂；C.因为生铁的密度比炉渣大，故出铁口应该比出渣口低一些；D.实验前和实验后通入的一氧化碳都不参加反应，而一氧化碳会污染空气，故甲图中b处在操作时应该接尾气处理装置； C　 43 7．2026年敦煌飞天铁制饰品，实验室CO还原Fe₂O₃现象描述正确的是（ ） A. 红棕色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊 B. 黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊 C. 红棕色粉末变蓝，澄清石灰水无变化 D. 黑色粉末变蓝，澄清石灰水无变化 【解析】：红棕色Fe₂O₃被还原为黑色铁粉，生成CO₂使澄清石灰水变浑浊。 A C　 8.碳在高温下可以和氧化铁反应，化学方程式可表示为3C＋2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑，下列说法中正确的是(　　) A. 该反应属于分解反应 B. 反应中碳元素的化合价降低，铁元素的化合价升高 C. 碳是还原剂 D. 氧化铁是还原剂 【解析】A、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，不符合题意；B、碳单质中碳元素化合价为0，二氧化碳中碳元素显+4价，故反应中碳元素的化合价升高，氧化铁中铁元素显+3价，单质铁中铁元素的化合价为0，故铁元素的化合价降低，不符合题意；C、该反应中，碳得到氧，属于还原剂，符合题意；D、该反应中，氧化铁失去氧，属于氧化剂，不符合题意。故选C。 45 9． 2026年快递铁制物流箱防锈，实验室炼铁实验中，澄清石灰水作用是（ ） A. 吸收CO B. 检验CO₂ C. 干燥气体 D. 加热药品 【解析】：CO₂能使澄清石灰水变浑浊，用于检验生成的CO₂。 B 【解析】A、生成的Fe能与盐酸反应生成氢气，有气泡，故A正确；B、反应中红色的氧化铁变为黑色的铁，故B不正确；C、不符合客观事实，故C不正确；D、产生的尾气中含量未反应完的CO，有毒，需要进行尾气处理，故D不正确。故选A。 A　 10．下图是“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置，关于该实验说法正确的是( ) A. 充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡 B. 在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色 C. 该实验的反应原理为FeO+ CO Fe+ CO2 D. 在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中 47 【解析】反应前后铁元素的总质量相等。 设：需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是x 63t×96%=（1-20%）×x× ×(1-10%) x=120t故选：A。 A　 11．某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63 t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是( ) A. 120 t B. 108 t C. 96 t D. 84 t 48 【解析】依据质量守恒定律：化学变化前后元素种类不变，原子个数不变；反应后Fe、O、S的原子个数分别为4、22、8，反应前已知O的原子个数为22，故4X中含有Fe、S的原子个数分别为4、8，故X的化学式为A. FeS2。故选A。 A　 12．工业上煅烧硫铁矿用来生产硫酸，用X表示硫铁矿中的主要成分。煅烧反应的化学方程式为：4X + 11O2 2Fe2O3+ 8SO2，则x为（ ） A. FeS2 B. Fe2S3 C. FeSO4 D. FeS 49 13.物质的性质决定着物质在生产和生活中的用途。木炭和一氧化碳都具有还原性，都可用于冶炼金属。请根据下图回答有关问题。 (1)请写出下列反应的化学方程式： ①木炭还原氧化铜______________________； ②一氧化碳还原氧化铁________________。 (2)A、B装置中澄清石灰水的作用是________________________________。 (3)B装置最右端酒精灯的作用是________________________________。 (4)在A装置中，当观察到________________时，证明木炭粉末和氧化铜粉末已经完全反应。 【解析】木炭和一氧化碳都具有还原性，都可用于冶炼金属。 (1) ①木炭还原氧化铜会生成二氧化碳和铜∶ ②一氧化碳还原氧化铁会生成铁和二氧化碳∶ (2)A、B装置中澄清石灰水的作用是检验是否有二氧化碳生成，二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀，可使石灰水变浑浊。 (3)B装置最右端酒精灯的作用是除去未反应完的一氧化碳气体，防止污染空气，一氧化碳有毒，属于空气污染物。 (4)在A装置中，当观察到装置竖直的试管内导管口不再有气泡冒出时，证明木炭粉末和氧化铜粉末已经完全反应。 【答案】(1)① ② (2). 检验是否有二氧化碳生成 (3). 除去未反应完的一氧化碳气体，防止污染空气  (4). A装置竖直的试管内导管口不再有气泡冒出 14.2026年爱知亚运会中国场馆配套工程大量使用钢铁材料，钢铁的生产核心是铁的冶炼。依据所学知识完成下列问题： （1）工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，反应条件是__________，该反应__________（填“是”或“不是”）置换反应。 （2）下列金属在自然界中以单质形式存在的是（ ） A. Fe B. Al C. Au D. Zn （3）炼铁高炉尾气中含有毒气体__________，因此必须进行__________处理。 （4）下列矿石中铁元素质量分数最高的是（ ） A. 赤铁矿 B. 磁铁矿 C. 菱铁矿 D. 黄铁矿 （5）金属矿物属于__________（填“可再生”或“不可再生”）资源，因此我们要__________金属资源。 （6）实验室CO还原Fe2O3实验中，澄清石灰水的作用是（ ） A. 吸收一氧化碳 B. 检验二氧化碳 C. 干燥气体 D. 提供热量 【答案】(1）高温；不是（2）C（3）一氧化碳（CO）；尾气处理（点燃/收集）（4）B（5）不可再生；保护和合理利用（6）B 【解析】（1）炼铁需要高温，反应物无单质，不属于置换反应。 （2）金化学性质极稳定，自然界以单质存在。 （3）高炉尾气含CO有毒，必须点燃或收集处理。 （4）磁铁矿中铁元素质量分数约72.4%，为常见铁矿石中最高。 （5）金属矿物形成周期极长，属于不可再生资源，需合理保护。 （6）澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，用于检验二氧化碳。 15.2026年，我国新一代载人运载火箭完成关键试车，箭体大量使用铁基合金结构件。工业上以赤铁矿为原料冶炼生铁是获得铁材料的重要途径。结合铁的冶炼知识，回答下列问题。 (1) 赤铁矿的主要成分化学式为________，该物质由________元素组成。（2空） (2) 工业炼铁的核心设备是（ ） A. 电炉 B. 高炉 C. 电解槽 D. 回转窑 (3) 炼铁原料中，焦炭的两个主要作用是提供热量和________，反应生成还原剂________。 (4) 炼铁过程中，石灰石的主要作用是除去矿石中的（ ） A. 铁 B. 二氧化硅（脉石） C. 一氧化碳 D. 二氧化碳 (5) 高炉内一氧化碳还原氧化铁的化学方程式中，反应条件是________，还原剂是________。 (6) 下列关于炼铁产物的说法正确的是（ ） A. 得到纯铁 B. 得到生铁，属于合金 C. 得到钢 D. 得到氧化铁 (7) 实验室用CO还原Fe₂O₃时，要先通CO再加热，目的是排尽装置内的________，防止加热时发生________。（2空） (8) 下列矿石中，不适合用于工业炼铁的是（ ） A. 磁铁矿 B. 赤铁矿 C. 铝土矿 D. 菱铁矿 【答案】(1) Fe₂O₃；铁、氧（或Fe、O） (2) B (3) 生成一氧化碳（或CO）；一氧化碳（或CO） (4) B (5) 高温；一氧化碳（或CO）(6) B (7) 空气；爆炸 (8) C 【解析】(1) 赤铁矿主要成分为氧化铁，化学式Fe₂O₃，由铁元素和氧元素组成。 (2) 工业炼铁在高炉中进行。 (3) 焦炭燃烧放热，同时与CO₂反应生成CO，作为还原剂。 (4) 石灰石高温分解生成CaO，与SiO₂反应形成炉渣除去脉石。 (5) CO还原Fe₂O₃需要高温，CO夺取氧，作还原剂。 (6) 高炉炼铁得到生铁，是含碳的铁合金，不是纯铁。 (7) 先通CO排尽空气，防止CO与空气混合加热爆炸。 (8) 铝土矿主要成分为Al₂O₃，不含铁，不能炼铁。。 16. 用1000t含 Fe2O3 80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96 ％ 的生铁多少？ 分析：在进行化学方程式的计算中，一定要用纯物质的量来进行计算。 因此，本题可分为三步进行计算： 第一步：计算赤铁矿石中氧化铁的质量； 第二步：计算氧化铁反应后生成铁的质量； 第三步：根据铁的质量，计算生铁的质量。 解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000t×80%=800t 设：800t氧化铁理论上可炼出铁的质量为x 160 112 800t x 折合为含铁96％的生铁的质量为 560t÷96％＝583t 答：理论上可炼出含铁96％的生铁583t。 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 160 800t 112 x x＝560t 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You $