6.3金属矿物与金属冶炼 专项训练--2026-2027学年九年级化学科粤版下册

科粤版（2024）九年级下册 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 【典例】如图是小明学习金属冶炼的笔记，其中有一处错误，出现错误的是（　　） A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D 【举一反三1】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.实验时应先点燃酒精灯再通CO      B.充分加热，a处固体由黑色变为红棕色      C.a处发生的反应为置换反应      D.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 【举一反三2】钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。 　　 (1)早在春秋时期，我国就掌握了炼铁方法，其原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，反应过程中化合价降低的元素是　　　　。 (2)探究炼铁原理的实验装置如图1所示，左侧V形玻璃管中的现象为 　　　　　　　　　　。从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 　　　　　。 (3)随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，其制备的简易流程如图2所示。制备Fe(CO)5时，先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是　　　　　　　 ，制备过程中可循环利用的物质是　　　　。 【举一反三3】如图为CO还原Fe2O3的微型装置图，A处V形管内的红棕色固体变成黑色。请写出A处发生反应的化学方程式：　　　　　　　　 ；有同学认为该实验装置不足之处是没有进行尾气处理，请写出处理尾气的方法：　　　　　　　　(写出一种方法即可)。 【题型2】含杂质物质的化学反应的有关计算 【典例】防锈和回收废旧金属都是保护金属资源的重要途径，为测定一种待回收的废铁中铁的锈蚀程度，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】某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是多少（计算结果保留一位小数）？ 【举一反三3】某炼铁厂采购了一批含 480 万吨氧化铁的赤铁矿，若不计生产过程中铁的损耗，则这批赤铁矿生产的生铁中含铁多少万吨？ 【题型3】工业炼铁的原理及装置 【典例】炼铁高炉中发生了下列反应, 其中属于化合反应的是(　　) 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 A.①和④ B.②和③ C.③和④ D.只有④ 【举一反三1】下列关于金属的正确的是（　　） A.通过高炉炼得的铁为纯铁 B.人类使用金属铝的年代早于铜、铁 C.武德合金的熔点高，可用于制造保险丝 D.“真金不怕火炼”表明金在高温条件下也很难与氧气反应 【举一反三2】高炉炼铁的工艺流程如下： （1）赤铁矿属于 　      　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）催化反应室中发生的反应之一是：CH4+X2CO+2H2，则X的化学式为 　      　。 （3）还原反应室中共发生两个化学反应，化学方程式分别为Fe2O3+3H22Fe+3H2O和 　                  　，前者属于基本反应类型中的 　     　反应。 （4）你认为该工艺的优点是 　                  　。 【举一反三3】钢铁在生产、生活中应用广泛。结合工业炼铁的简易流程图，回答下列问题： (1)为增大反应物的接触面积，使反应更充分，①处的具体措施是　　　　。 (2)焦炭的作用是　　　　　　和生成还原剂一氧化碳。 (3)写出工业炼铁主要反应原理的化学方程式：　　　　。 (4)生铁和钢的性能不同，原因是　　　 　　　　。 【题型4】古代冶炼金属 【典例】《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 【举一反三1】《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 【举一反三2】《天工开物》中记载了古代炼铁工艺：“一炉载土(铁矿石)二千余斤，或用煤炭，扇炉风箱必四人…，即时炒成熟铁”，该方法的大致生产过程如图所示。 (1)炼铁炉在炼铁过程中需要不断拉动风箱鼓入空气，其目的是________________________。 (2)若该过程中使用的铁矿石是磁铁矿(主要成分为 Fe₃O₄)，则炼铁炉中生成铁的化学反应方程式为______________。 (3)潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似，该炼铁过程中撒入潮泥灰的主要作用是____________________。 (4)不断翻炒生铁可得熟铁，该过程发生的是______(填“物理”或“化学”)变化。 【举一反三3】人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关。 （1）商代文物黄金面罩，其制作工艺先进，薄如蝉翼，利用了黄金良好的 　     　性。 （2）明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 　                  　，原料中焦炭的作用是提供热量和 　                  　（用化学方程式回答）。 （3）铝被广泛应用，原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是 　                  　。 【举一反三4】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……逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定，毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程的分解模拟如图所示。请回答下列问题。 (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是　　　　。 (2)碳酸锌(类似碳酸钙)在高温炉内发生分解反应，分解后的产物与煤的主要成分反应，生成锌和其他物质，分解后的产物发生反应的化学方程式为：　　　　，该反应过程中碳元素的化合价　　　　(选填“不变”“降低”或“升高”)。 (3)冷凝器中发生　　　　(选填“化学”或“物理”)变化。 【举一反三5】《天工开物》是一部我国古代科技巨著,书中介绍了锌的冶炼方法(图 1):将炉甘石(主要成分是 )和煤炭饼装入炼锌罐,泥封后其底铺薪,发火煅红,制得锌后 “冷定毁罐取出”。图 2 是模拟该过程的流程图(已知:碳酸锌高温分解的反应原理与碳酸钙相似；锌的熔点为 ,沸点为)。分析流程,回答问题: (1)将炉甘石粉碎的目的是　　　　。 (2)反应区内碳酸锌高温分解的化学方程式为　　　　。 (3)上述过程中将炉甘石中的锌元素还原为金属锌的物质是　　　　。 (4)冷凝区中将气态锌转化成液态锌,理论上该区应控制的温度范围是　　　　。 (5)“冷定”后方能“毁罐”取出,从化学变化角度解释其原因:　　　　。 【题型5】还原反应、还原剂、氧化剂 【典例】《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 【举一反三1】氧化亚铜可作杀菌剂、着色剂和染色剂等，制备Cu2O反应的化学方程式为2Cu＋H2O Cu2O＋H2↑，发生还原反应的物质是(　　) A.Cu    B.H2O      C.Cu2O    D.H2 【举一反三2】孔雀石主要成分高温下发生反应：Cu2（OH）2CO32X+H2O↑+CO2↑，则X的化学式是 　      　。利用木炭与X反应得到铜，体现了木炭的 　     　性。 【举一反三3】碳的单质包括金刚石、石墨和C60，由于它们的 　           　不同，其物理性质差别很大，但它们都是由碳元素组成的单质，具有相似的化学性质。请写出一个能体现碳还原性的化学反应方程式 　  　　　　       　。 【题型6】金属矿物与金属冶炼综合 【典例】下列关于实验现象的描述，正确的是（　　） A.将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，火星四射 B.镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成黑色固体 C.氢气还原氧化铜时看到红色物质生成 D.电解水实验中，负极产生的气体能使带火星的小木条复燃 【举一反三1】在隔绝空气情况下，用木炭还原氧化铜．下列叙述正确的是（　　） A.反应前后固体中氧原子的质量保持不变 B.反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量 C.反应中消耗的氧化铜与碳的物质的质量一定相等 D.反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大 【举一反三2】我国古代将炉甘石（主要成分：ZnCO3），赤铜矿（主要成分：Cu2O）和木炭粉为原料制得黄铜（铜和锌的合金，外观似黄金），其生产流程如下： 反应Ⅰ：ZnCO3ZnO+CO2↑； 反应Ⅱ：2ZnO+C2Zn+CO2↑、赤铜和木炭反应。 （1）反应Ⅰ的基本反应类型是 　       　。 （2）炉甘石、赤铜矿和木炭都需要粉碎，目的是 　                  　。 【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 【典例】某铝土矿样品中铝元素的质量分数为48.6％，则该矿石样品中Al2O3的质量分数为(　　) A.52.9％    B.90％      C.91.8％    D.97.2％ 【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】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：_____________。 【举一反三3】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）。 科粤版（2024）九年级下册 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 【典例】如图是小明学习金属冶炼的笔记，其中有一处错误，出现错误的是（　　） A.答案A B.答案B C.答案C D.答案D 【答案】D 【解析】赤铁矿的主要成分是氧化铁，故A正确；一氧化碳是有毒气体，故B正确；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，反应条件是高温，故C正确；该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故D错误。 【举一反三1】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.实验时应先点燃酒精灯再通CO      B.充分加热，a处固体由黑色变为红棕色      C.a处发生的反应为置换反应      D.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 【答案】D 【解析】实验时应先通CO排空气，再点燃酒精灯加热，防止一氧化碳与空气混合受热发生爆炸，A错误；氧化铁被还原成铁时，实验现象为：a处固体由红棕色变成黑色，B错误；a处反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，C错误；一氧化碳还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，检验二氧化碳可用澄清石灰水，D正确。 【举一反三2】钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。 　　 (1)早在春秋时期，我国就掌握了炼铁方法，其原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，反应过程中化合价降低的元素是　　　　。 (2)探究炼铁原理的实验装置如图1所示，左侧V形玻璃管中的现象为 　　　　　　　　　　。从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 　　　　　。 (3)随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，其制备的简易流程如图2所示。制备Fe(CO)5时，先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是　　　　　　　 ，制备过程中可循环利用的物质是　　　　。 【答案】(1)铁元素　(2)红棕色固体逐渐变黑　将尾气点燃　(3)排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸　CO 【解析】(1)由化学方程式可知，铁元素从+3价变为0价，则反应过程中化合价降低的元素是铁元素。 【举一反三3】如图为CO还原Fe2O3的微型装置图，A处V形管内的红棕色固体变成黑色。请写出A处发生反应的化学方程式：　　　　　　　　 ；有同学认为该实验装置不足之处是没有进行尾气处理，请写出处理尾气的方法：　　　　　　　　(写出一种方法即可)。 【答案】　点燃尾气(或用气球收集尾气) 【题型2】含杂质物质的化学反应的有关计算 【典例】防锈和回收废旧金属都是保护金属资源的重要途径，为测定一种待回收的废铁中铁的锈蚀程度，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%x；被腐蚀的铁的质量＝×100%×40%x，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】某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是多少（计算结果保留一位小数）？ 【答案】 解：该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是x。 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 160　　　　　　　　112 5000t×76%　　　　　98%x ，x≈2714.3t 答：该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是2714.3t。 【举一反三3】某炼铁厂采购了一批含 480 万吨氧化铁的赤铁矿，若不计生产过程中铁的损耗，则这批赤铁矿生产的生铁中含铁多少万吨？ 【答案】 【题型3】工业炼铁的原理及装置 【典例】炼铁高炉中发生了下列反应, 其中属于化合反应的是(　　) 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 A.①和④ B.②和③ C.③和④ D.只有④ 【答案】C 【举一反三1】下列关于金属的正确的是（　　） A.通过高炉炼得的铁为纯铁 B.人类使用金属铝的年代早于铜、铁 C.武德合金的熔点高，可用于制造保险丝 D.“真金不怕火炼”表明金在高温条件下也很难与氧气反应 【答案】D 【解析】高炉炼出的铁中含有杂质，属于生铁，故A错误；人类使用最早的金属材料是铜，较晚的是铝，故B错误；合金的熔点比各成分的熔点低，因此应该是武德合金的熔点低，可用于制造保险丝，故C错误； “真金不怕火炼”表明金（Au）在高温条件下也很难与氧气反应，故D正确。 【举一反三2】高炉炼铁的工艺流程如下： （1）赤铁矿属于 　      　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）催化反应室中发生的反应之一是：CH4+X2CO+2H2，则X的化学式为 　      　。 （3）还原反应室中共发生两个化学反应，化学方程式分别为Fe2O3+3H22Fe+3H2O和 　                  　，前者属于基本反应类型中的 　     　反应。 （4）你认为该工艺的优点是 　                  　。 【答案】（1）混合物；（2）CO2；（3）；置换；（4）减少二氧化碳的排放，更环保（合理即可）。 【解析】（1）赤铁矿主要成分是氧化铁，属于混合物； （2）根据化学方程式可知，反应后的碳原子、氧原子和氢原子的数目分别为2、2、4，反应前的碳原子、氧原子和氢原子的数目分别为1、0、4，化学反应中原子数目和种类不变，1个X微粒中含有1个碳原子和2个氧原子，化学式为CO2； （3）合成气中含有CO和H2，所以还原反应室发生的另一个反应是氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生在铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；根据化学方程式的特点，可知前者为一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，为置换反应。所以前者属于基本反应类型中的置换反应； （4）由于本工艺的催化反应室内，能消耗高温尾气中的二氧化碳，符合低碳的要求，更环保。 【举一反三3】钢铁在生产、生活中应用广泛。结合工业炼铁的简易流程图，回答下列问题： (1)为增大反应物的接触面积，使反应更充分，①处的具体措施是　　　　。 (2)焦炭的作用是　　　　　　和生成还原剂一氧化碳。 (3)写出工业炼铁主要反应原理的化学方程式：　　　　。 (4)生铁和钢的性能不同，原因是　　　 　　　　。 【答案】(1)将赤铁矿石粉碎　(2)提供热量　(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　(4)含碳量不同 【解析】(1)在工业炼铁的过程中，为了增大反应物的接触面积，使反应更充分，应将赤铁矿石粉碎处理。(2)焦炭燃烧放出大量的热，同时焦炭燃烧生成还原剂一氧化碳。(3)一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳。(4)生铁和钢都是铁合金，但是由于含碳量不同，所以性能不同。 【题型4】古代冶炼金属 【典例】《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。 【举一反三1】《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。 【举一反三2】《天工开物》中记载了古代炼铁工艺：“一炉载土(铁矿石)二千余斤，或用煤炭，扇炉风箱必四人…，即时炒成熟铁”，该方法的大致生产过程如图所示。 (1)炼铁炉在炼铁过程中需要不断拉动风箱鼓入空气，其目的是________________________。 (2)若该过程中使用的铁矿石是磁铁矿(主要成分为 Fe₃O₄)，则炼铁炉中生成铁的化学反应方程式为______________。 (3)潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似，该炼铁过程中撒入潮泥灰的主要作用是____________________。 (4)不断翻炒生铁可得熟铁，该过程发生的是______(填“物理”或“化学”)变化。 【答案】(1)使煤炭充分燃烧，提供炼铁所需的高温条件 (2)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 (3)使铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣 (4)化学 【解析】(1)炼铁过程中，铁的氧化物与 CO 反应需高温条件，因此该过程中不断拉动风箱鼓入空气的目的是使其中的煤炭充分燃烧，提供炼铁所需的高温条件。(2)磁铁矿石的主要成分是 Fe₃O₄，Fe₃O₄和炼铁炉中的CO在高温条件下反应生成 Fe和 CO₂，据此写出反应的化学方程式。(3)高炉炼铁中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去，而该炼铁过程中潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似，故在方塘中撒入潮泥灰的作用是使铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去。(4)翻炒生铁是使生铁中过量的碳与空气充分接触发生反应转化为CO₂，从而降低生铁中的碳含量，使其转化为含碳量较低的熟铁，故该过程发生化学变化。 【举一反三3】人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关。 （1）商代文物黄金面罩，其制作工艺先进，薄如蝉翼，利用了黄金良好的 　     　性。 （2）明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 　                  　，原料中焦炭的作用是提供热量和 　                  　（用化学方程式回答）。 （3）铝被广泛应用，原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是 　                  　。 【答案】（1）延展；（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；C+CO22CO； （3）铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。 【解析】（1）黄金能制成面罩，压成薄片，利用了黄金良好的延展性； （2）①高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2； ②原料中焦炭的作用是提供热量和与二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳，化学方程式为：C+CO22CO； （3）铝的抗腐蚀性能良好的原因是：铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。 【举一反三4】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……逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定，毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程的分解模拟如图所示。请回答下列问题。 (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是　　　　。 (2)碳酸锌(类似碳酸钙)在高温炉内发生分解反应，分解后的产物与煤的主要成分反应，生成锌和其他物质，分解后的产物发生反应的化学方程式为：　　　　，该反应过程中碳元素的化合价　　　　(选填“不变”“降低”或“升高”)。 (3)冷凝器中发生　　　　(选填“化学”或“物理”)变化。 【答案】 (1)增大反应物　间的接触面积，加快化学反应的速率 (2)2ZnO＋C 2Zn＋CO2↑　升高 (3)物理 【举一反三5】《天工开物》是一部我国古代科技巨著,书中介绍了锌的冶炼方法(图 1):将炉甘石(主要成分是 )和煤炭饼装入炼锌罐,泥封后其底铺薪,发火煅红,制得锌后 “冷定毁罐取出”。图 2 是模拟该过程的流程图(已知:碳酸锌高温分解的反应原理与碳酸钙相似；锌的熔点为 ,沸点为)。分析流程,回答问题: (1)将炉甘石粉碎的目的是　　　　。 (2)反应区内碳酸锌高温分解的化学方程式为　　　　。 (3)上述过程中将炉甘石中的锌元素还原为金属锌的物质是　　　　。 (4)冷凝区中将气态锌转化成液态锌,理论上该区应控制的温度范围是　　　　。 (5)“冷定”后方能“毁罐”取出,从化学变化角度解释其原因:　　　　。 【答案】 (1)增大反应物之间的接触面,使反应更充分 (2) (3)煤炭 (4) (5)防止热的锌在空气中再次被氧化 【题型5】还原反应、还原剂、氧化剂 【典例】《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； 【举一反三1】氧化亚铜可作杀菌剂、着色剂和染色剂等，制备Cu2O反应的化学方程式为2Cu＋H2O Cu2O＋H2↑，发生还原反应的物质是(　　) A.Cu    B.H2O      C.Cu2O    D.H2 【答案】B 【举一反三2】孔雀石主要成分高温下发生反应：Cu2（OH）2CO32X+H2O↑+CO2↑，则X的化学式是 　      　。利用木炭与X反应得到铜，体现了木炭的 　     　性。 【答案】CuO；还原。 【解析】由反应的化学方程式，反应前铜、氧、氧、碳原子个数分别为2、5、2、1，反应后的生成物中铜、氧、氧、碳原子个数分别为0、3、2、1，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个铜原子和2个氧原子，则每个X分子由1个铜原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CuO。利用木炭与X（CuO）反应得到铜，木炭夺取了氧化铜中的氧，体现了木炭的还原性。 【举一反三3】碳的单质包括金刚石、石墨和C60，由于它们的 　           　不同，其物理性质差别很大，但它们都是由碳元素组成的单质，具有相似的化学性质。请写出一个能体现碳还原性的化学反应方程式 　  　　　　       　。 【答案】碳原子的排列方式；C+2CuO2Cu+CO2↑（合理即可）。 【解析】碳的单质包括金刚石、石墨和C60，由于它们的碳原子的排列方式不同，其物理性质差别很大，但它们都是由碳元素组成的单质，具有相似的化学性质，碳能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，利用了碳具有还原性，反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑（合理即可）。 【题型6】金属矿物与金属冶炼综合 【典例】下列关于实验现象的描述，正确的是（　　） A.将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，火星四射 B.镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成黑色固体 C.氢气还原氧化铜时看到红色物质生成 D.电解水实验中，负极产生的气体能使带火星的小木条复燃 【答案】C 【解析】将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，不能发生化学反应，故A错误；镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，故B错误；氢气还原氧化铜生成铜和二氧化碳，可看到红色物质生成，故C正确； 电解水实验中，负极产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，正极产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，所以正极产生的气体能使带火星的小木条复燃，故D错误。 【举一反三1】在隔绝空气情况下，用木炭还原氧化铜．下列叙述正确的是（　　） A.反应前后固体中氧原子的质量保持不变 B.反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量 C.反应中消耗的氧化铜与碳的物质的质量一定相等 D.反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大 【答案】D 【解析】木炭还原氧化铜的化学反应方程式为：C+2CuO2Cu+CO2↑；根据该反应方程式知，反应前固体的质量应等于碳的质量与氧化铜的质量和，而反应后的固体为铜，铜中不含有氧元素，所以反应前后固体中氧元素的质量应减小，故A错误；根据质量守恒定律知，反应前后固体减轻的质量等于反应后生成的二氧化碳的质量，故B错误；根据化学反应方程式知，反应中消耗的氧化铜与碳的质量比为160：12，所以消耗的氧化铜与碳的质量不相等，故C错误；根据该反应方程式知，反应前固体的质量应等于碳的质量与氧化铜的质量和，而反应后的固体为铜，所以反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大，故D正确。 【举一反三2】我国古代将炉甘石（主要成分：ZnCO3），赤铜矿（主要成分：Cu2O）和木炭粉为原料制得黄铜（铜和锌的合金，外观似黄金），其生产流程如下： 反应Ⅰ：ZnCO3ZnO+CO2↑； 反应Ⅱ：2ZnO+C2Zn+CO2↑、赤铜和木炭反应。 （1）反应Ⅰ的基本反应类型是 　       　。 （2）炉甘石、赤铜矿和木炭都需要粉碎，目的是 　                  　。 【答案】（1）分解反应；（2）增大反应物的接触面积，提高化学反应速率。 【解析】（1）反应Ⅰ是ZnCO3ZnO+CO2↑，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应。 （2）炉甘石、赤铜矿和木炭都需要粉碎，目的是增大反应物的接触面积，提高化学反应速率。 【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 【典例】某铝土矿样品中铝元素的质量分数为48.6％，则该矿石样品中Al2O3的质量分数为(　　) A.52.9％    B.90％      C.91.8％    D.97.2％ 【答案】C 【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】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 【举一反三3】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。 学科网（北京）股份有限公司 $