8.3金属资源的利用和保护 第1课时（讲义）化学新教材人教版九年级下册

第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第1课时 金属矿物、铁的冶炼 课标要点 1．知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，知道一些常见金属的矿石； 2．了解工业炼铁的原理和方法，体会化学方法在金属冶炼中的重要性； 3．能根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行相关计算。 学习重难点 重点： 铁的冶炼原理和方法。 难点： 含杂质的化学方程式计算。 知识点 金属矿物 1．金属资源在自然界的存在 （1）金、银化学性质很不活泼，以单质形式存在；其余金属都以化合物形式存在。 2．金属矿物教材延伸 人类使用金属的年代与金属的活动性及冶炼难度有关。一般来说，金属越活泼，越难冶炼，利用就越晚。 （1）大多数金属在自然界以金属矿物形式存在。 金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2 （2）人类每年从金属矿物中提取大量金属，其中提取量最大的是铁。 教材延伸 选择矿石进行金属冶炼时，一般选择金属含量相对较高，且冶炼过程中不易产生有害物质的矿石。如：炼铁一般选择赤铁矿或磁铁矿，而不选择含铁量较低的菱铁矿。 随学随练 1．下列哪种金属在自然界主要以单质形式存在 A．铁 B．镁 C．金 D．钛 【答案】C 【分析】自然界中的金属除极少数不活泼的金属（金、银）以单质形式存在外，都以化合物的形式存在。 【详解】A、铁是比较活泼的金属，在自然界中主要以化合物的形式存在，故A错误； B、镁是比较活泼的金属，在自然界中主要以化合物的形式存在，故B错误； C、银是不活泼的金属，在自然界中常以单质形式存在，故C正确； D、钛在自然界中以化合物的形式存在，故D错误； 故选C。 2．下列矿石不能用于炼铁的是 A．赤铁矿（主要成分Fe2O3） B．黄铜矿（主要成分CuFe S2） C．菱铁矿（主要成分FeCO3） D．辉铜矿（主要成分Cu2S） 【答案】D 【详解】A、赤铁矿（主要成分Fe2O3）中含有铁元素，可用于炼铁，不符合题意； B、黄铜矿（主要成分CuFeS2）中含有铁元素，可用于炼铁，不符合题意； C、菱铁矿（主要成分FeCO3）中含有铁元素，可用于炼铁，不符合题意； D、辉铜矿（主要成分Cu2S）中不含有铁元素，不可用于炼铁，符合题意； 故选：D。 知识点 铁的冶炼（重点） 1．铁的冶炼和利用历史 （1）春秋时期，我国已生产和使用铁器；战国以后，铁逐渐成为最主要的金属材料。 （2）《天工开物》中有我国古代炼铁的记载。Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 2．高炉炼铁 设备 高炉 原料 赤铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 原理 利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 各原料的作用 赤铁矿石 提供铁元素 焦炭 ①燃烧放热，提供高温环境，维持炉温； ②提供还原剂CO 石灰石 将矿石中的二氧化硅转化成炉渣 热空气 提供焦炭燃烧所需的氧气 炉内反应 由下而上依次为： C+O2 CO2； CO2+C2CO； Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2。 教材延伸 1．高炉炼铁使用的原料是焦炭，反应的原理却是一氧化碳还原氧化铁，原因是：气体与固体的接触面积大于固体之间的接触面积，一氧化碳是气体，与赤铁矿石的接触面积远大于焦炭和赤铁矿石的接触面积，故主要是一氧化碳做还原剂，还原氧化铁。 2．炼铁的主要原料是赤铁矿石，主要产品是生铁。炼钢的主要原料是废钢和生铁，主要产品是钢。将生铁冶炼成钢主要是将过量的碳转化为气体而除去，“百炼成钢”的原理是：碳与氧气反应生成二氧化碳。 随学随练 1．（2026·河南周口·三模）如图所示为某钢铁厂高炉炼铁的大致流程示意图（部分物质已略去）。下列说法正确的是 A．气体①是CO B．气体②→③反应的化学方程式为 C．物质③是熟铁 D．气体①和气体②均由分子构成，化学性质相似 【答案】B 【详解】A. 空气过量时氧气充足，焦炭完全燃烧生成二氧化碳，故气体①是二氧化碳，错误； B. 二氧化碳能与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，则气体②是一氧化碳，则气体②→③的反应为一氧化碳与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，化学方程式为：，正确； C. 高炉炼铁产物③是生铁，不是熟铁，错误； D. 由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，气体①是二氧化碳，气体②是一氧化碳，一氧化碳和二氧化碳均由分子构成，但是分子构成不同，故化学性质不同，错误。 2．（25-26九年级下·吉林·期中）现代高炉炼铁是以铁矿石、焦炭、石灰石为原料，在大型竖式高炉内反应(如图)，连续产生液态生铁的工艺。炼铁时产生的高炉煤气，经处理后可循环利用。高炉炼铁的原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 (1)炼铁高炉中需要的一氧化碳主要来源是______(填字母)。 A．2C+O22CO B．C+CO22CO (2)相较于汉代炼铁，请从多角度评价现代炼铁的优点：______。 【答案】(1)B (2)生产效率更高、能源利用率更高等合理即可 【详解】（1）高炉内，首先焦炭(C)与热空气中的氧气反应生成二氧化碳：，生成的在高温下，与过量的焦炭反应生成一氧化碳：，这是高炉中一氧化碳的主要来源，故选B； （2）和汉代炼铁相比，现代高炉炼铁的优点有：生产效率高，原料利用率高，能源利用率更高，产品纯度高，环保性好，工艺可控性强。 知识点 含杂质的化学方程式计算 1．原理 （1）在实际生产时，炼铁用的原料和产品都含有杂质，计算用料和产量时需考虑杂质。 （2）化学方程式所表示的各物质发生化学反应时的质量关系，是纯净物之间的质量关系。因此在计算中必须将含杂质的物质的质量换算成纯净物的质量，再进行计算。 2．不纯物质、纯物质和纯度的关系： （1）纯度 = ×100% = 1－杂质的质量分数 （2）纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度 如：Fe2O3的质量=赤铁矿石的质量×赤铁矿石中Fe2O3的质量分数； Fe的质量=生铁的质量×生铁中Fe的质量分数 =生铁的质量×（1－生铁中杂质的质量分数） （3）不纯物质的质量 = 纯物质的质量÷纯度 如：赤铁矿石的质量=Fe2O3的质量÷赤铁矿石中Fe2O3的质量分数； 生铁的质量=Fe的质量÷生铁中铁的质量分数 =Fe的质量÷（1 －生铁中杂质的质量分数） （4）杂质的质量 = 不纯物质的质量×（1-纯度） 3．计算步骤 （1）将不纯物质（含杂质）的质量换算成纯物质的质量； （2）将纯物质质量代入化学方程式进行计算； （3）将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质的质量。 4．典例 例1．用1000吨含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？ 解：1000吨赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×80%=800t 设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 160 112 800t x = x=560t 折合成含铁96%的生铁的质量为560÷96%=583t 答：1000吨含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁583吨。 易错提醒 1．看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是纯物质的质量分数； 2．计算时一般认为杂质不参加反应； 随学随练 1．用2000t含氧化铁78%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？（计算结果保留一位小数）温馨提示：。 【答案】解：2000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为2000t×78%=1560t 设1560t氧化铁理论上可以炼出的铁的质量为x          x=1092t 理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为1092t÷96%=1137.5t 答：用2000t含氧化铁78%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是1137.5t。 【详解】见答案。 2．我国是世界上冶炼锌最早的国家。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……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”其中的主要反应原理为： (1)原文中“冷定毁罐取出”的目的是________。 (2)现有1000kg含ZnCO387.5%的炉甘石，理论上可以炼出锌的质量是多少？(写出计算过程) 【答案】(1)防止生成的锌再次被空气氧化 (2)解：设可炼出锌的质量为x。 x=455kg 答：可炼出锌的质量为455kg 【详解】（1）锌的化学性质比较活泼，在高温下容易与空气中的氧气发生反应重新被氧化。“冷定毁罐取出” 是为了防止生成的锌在高温下被空气中的氧气氧化。 （2）见答案。 题型 金属矿物 ▌例1 下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是 A．铝 B．铁 C．金 D．银 【答案】B 【详解】A、铝的化学性质比较活泼，在自然界主要以化合物形式存在，但是提炼量不是最大，不符合题意； B、铁在自然界主要以化合物形式存在，且铁是年产量最高的金属，符合题意； C、金的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意； D、银的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意。 故选B。 解题贴士 1．金、银化学性质稳定，以单质形式存在；其余金属都以化合物形式存在。 2．赤铁矿红色，主要成分为Fe2O3；磁铁矿黑色，主要成分为Fe3O4；铝土矿主要成分为Al2O3。 ▌对点练1-1 古人常采天然金属打造器物，下列金属在自然界中主要以单质形式存在的是 A．钠 B．铝 C．金 D．铁 【答案】C 【分析】解题核心依据：自然界中金属的存在形式与其化学活动性直接相关，化学性质越活泼的金属越易和其他物质反应，大多以化合物形态存在；只有化学性质极稳定、活动性极弱的金属才会以单质形态存在。 【详解】A. 钠化学性质极活泼，极易与氧气、水等反应，自然界中全部以化合物形式存在，错误。 B. 铝化学性质较活泼，常温下就易与氧气反应生成氧化物，自然界中主要以铝的化合物形式存在，错误。 C. 金化学性质极稳定，几乎不与其他物质反应，自然界中主要以单质形式存在，正确。 D. 铁化学性质比较活泼，易与氧气、水等反应，自然界中主要以铁的化合物形式存在，错误。 ▌对点练1-2 镇海楼是广州规模最大的红砂岩文物。红砂岩因含某种氧化物而呈红色，这种氧化物可能是 A．CaO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3 【答案】B 【详解】A、CaO是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，但属于白色固体，故A错； B、Fe2O3是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，属于红色固体，故B正确； C、Fe3O4是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，但属于黑色固体，故C错； D、Fe(OH)3是由三种元素组成，不属于氧化物，且属于红褐色固体，故D错。 故选：B。 题型 铁的冶炼 ▌例2 炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：   请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是（　　） A．生铁属于混合物 B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应 C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳 D．工业炼铁的设备是高炉 【答案】B 【详解】A、生铁是铁和碳的合金，属于混合物，不符合题意； B、①焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳；化学方程式为：；②二氧化碳在高温条件下，与焦炭继续发生化合反应生成具有还原性的气体一氧化碳；化学方程式为：；③一氧化碳在高温条件下，与赤铁矿石中的氧化铁发生氧化还原反应，生成铁和二氧化碳；化学方程式为：。故反应过程①②③中，属于化合反应的有①②，③既不是置换反应，也不是化合反应，符合题意； C、焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳，放出大量的热，原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳，不符合题意； D、工业炼铁的设备是高炉，不符合题意。故选B。 解题贴士 1．炼铁的设备：高炉 2．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 3．炼铁的原理：利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 4．各原料的作用： ①赤铁矿石：提供铁元素； ②焦炭：燃烧放热，维持炉温；提供还原剂CO ③石灰石：将矿石中的二氧化硅转化成炉渣 ④热空气：提供焦炭燃烧所需的氧气 ▌对点练2-1 某钢铁厂用高炉炼得生铁，再利用生铁炼钢，其主要反应过程如下图所示： (1)高炉炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭、 和空气等。在高炉里，反应①的作用是获得二氧化碳，并 。 (2)反应②的化学方程式是 ，反应③的化学方程式是 。 (3)生铁炼钢的原理主要是用氧气等物质将生铁里过多的 (填符号)和其他杂质除去。 【答案】(1) 石灰石 提供热量 (2) (3)C 【详解】（1）高炉炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭、石灰石和空气等，在高炉里，反应①的作用是获得二氧化碳，该反应放出热量，同时提供热量，故填：石灰石，提供热量； （2）反应②是二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，反应化学方程式为：；反应③是一氧化碳在高温下与赤铁矿的主要成分氧化铁反应，生成铁和二氧化碳，反应方程式为：； （3）生铁的含碳量为2%~4.3%，生铁炼钢的原理主要是用氧气等物质将生铁里过多的碳和其他杂质除去，故填：C。 ▌对点练2-2 工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图： 已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~ 2%。 (1)赤铁矿炼铁的反应原理是 （用化学方程式表示）。 (2)炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是 。 (3)炼铁的原料中用到的焦炭的作用 和 。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是 ，生铁与钢铁的主要区别 。 【答案】(1) (2)增大反应物接触面积，加快反应速率 (3) 制取还原剂CO 提供热量 +4 含碳量不同 【详解】（1）赤铁矿炼铁的反应原理是赤铁矿在高炉内与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，其化学方程式为：； （2）炼铁的固体原料需经过粉碎，粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率； （3）焦炭燃烧产生二氧化碳，产生大量热量，二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳，所以焦炭的作用是制取还原剂，提供热量；根据化学式中各元素化合价代数和为0，设硅元素的化合价为x，则（+2）+x+(-2)3=0，x=+4，所以硅元素化合价为+4；生铁和钢的都是铁的合金，区别是含碳量不同。 题型 金属冶炼的相关计算 ▌例3 生铁和钢是应用广泛的铁合金，工业上常用赤铁矿石冶炼生铁。 (1)生铁的含碳量比钢的含碳量 (填“高”或“低”)。 (2)某炼铁厂用含Fe2O3，80%的赤铁矿石冶炼出含铁1120t的生铁，计算炼铁所用赤铁矿石的质量。 【答案】(1)高 (2)设：炼铁所用赤铁矿石的质量为x。 x=2000t。 答：炼铁所用赤铁矿石的质量为2000t 。 【详解】（1）生铁中的含碳量为 2%∼4.3% ,钢中的含碳量为 0.03%∼2%，生铁的含碳量比钢的含碳量高； （2）见答案。 解题贴士 （1）纯度 = ×100% = 1－杂质的质量分数 （2）纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度 ▌对点练3-1 （2026·山东泰安·二模）工业上通常利用赤铁矿石冶炼金属铁。现有含氧化铁80%的赤铁矿500t。请计算： (1)这些赤铁矿中含氧化铁的质量为______t； (2)理论上利用这些赤铁矿可以炼成含铁96%的生铁的质量是______t。（结果精确到0.1） 【答案】(1)400 (2)291.7 【详解】（1）这些赤铁矿中含氧化铁的质量为: 500t×80%=400t； （2）设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x， x≈291.7 t。 ▌对点练3-2 （2026·安徽黄山·一模）某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，请回答：现有1600t含75%氧化铁的赤铁矿，理论上最多能炼出含铁96%生铁的质量是多少？(写出计算过程) 【答案】解：1600t含氧化铁75%的赤铁矿中氧化铁的质量为：， 设理论上最多能得到的纯铁的质量为x ，则            理论上最多能炼出含铁96%生铁的质量为 答：理论上最多能炼出含铁96%生铁的质量为875t。 【详解】见答案。 基础通关 1．下列金属主要以单质形式存在于自然界中的是 A．Fe、 B．、Ag C．、 D．、 【答案】B 【详解】金属在自然界的存在形式和金属活动性直接相关：只有化学性质极不活泼的金属，很难和其他物质发生反应，才会主要以单质（游离态）形式存在。 在常见金属活动性顺序中，金（）、银（）活动性极弱，化学性质非常稳定，不易和自然界中的氧气等物质反应，因此主要以单质形式存在。 而铁（）、镁（）、铝（）属于活动性较强的金属，铜（）活动性也比金、银强，它们化学性质相对活泼，都主要以化合物的形式存在于自然界的矿物中。 2．（2026·广西柳州·二模）工业上用铝土矿来冶炼金属铝，铝土矿的主要成分是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A.是赤铁矿的主要成分，用于工业炼铁，错误； B.是辉铜矿的主要成分，用于工业炼铜，错误； C.是菱镁矿的主要成分，用于制备镁相关产品，错误； D.是铝土矿的主要成分，工业上通过电解熔融冶炼金属铝，正确。 3．（2026·河南周口·二模）我国古代冶金技术领先世界，《天工开物》记载炼铁工艺，工业炼铁主要原料不包含 A．铁矿石 B．焦炭 C．石灰石 D．黄铜矿 【答案】D 【详解】工业炼铁的核心原料为铁矿石、焦炭、石灰石，不包含黄铜矿。故选D。 4．下列说法中不正确的是 A．自然界的铁主要以化合物形式存在于矿石中 B．工业上炼铁的主要设备是高炉 C．工业上炼铁的原理是 D．工业上炼铁中发生反应的基本类型是置换反应 【答案】D 【详解】A.铁化学性质较活泼，自然界中铁元素主要以化合物形式存在于铁矿石中，表述正确。 B.工业炼铁的主要设备是高炉，表述正确。 C.工业炼铁利用CO的还原性，高温下还原氧化铁得到铁和二氧化碳，反应方程式配平、条件、书写均规范，表述正确。 D.置换反应的定义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，该反应反应物、均为化合物，无单质参与，不属于置换反应，表述错误。 5．（2026·陕西宝鸡·模拟预测）工业炼铁的主要原料是赤铁矿（主要成分是）、焦炭、空气等，简要的转化流程如图。下列说法不正确的是 A．赤铁矿的主要成分与铁锈的主要成分相同 B．反应①中焦炭的作用是作为燃料提高温度 C．反应③是置换反应，一氧化碳表现还原性 D．炼出的产品铁是含有较多碳等的杂质的生铁 【答案】C 【详解】A.赤铁矿和铁锈的主要成分均为，正确。 B.反应①是焦炭和氧气在高温下生成二氧化碳，放出大量的热，焦炭在该步的作用是作为燃料提供热量、提高炉温，正确。 C.反应③的化学方程式为，与置换反应的定义不符，错误。 D.工业炼铁得到的产品是生铁，含碳量为2%~4.3%，还含有其他杂质，正确。 6．工业上炼铁的主要设备是高炉。高炉炼铁所发生的主要反应是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】高炉炼铁的核心原理是：在高温条件下，利用一氧化碳作为还原剂，将铁矿石(主要成分为三氧化二铁)中的铁还原出来，同时生成二氧化碳，D符合题意。 7．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）《天工开物》里关于炼锡(Sn)有“入砂数百斤，丛架木炭，鼓鞴熔化”的记载，对于此处“砂”的主要成分的猜想，合理的是 A．SiO2 B．Fe2O3 C．Cu2(OH)2CO3 D．SnO2 【答案】D 【详解】《天工开物》记载的炼锡过程涉及碳还原反应，“砂”应指锡矿石，其主要成分为，与木炭共热可还原得到锡。故选D。 8．（2026·云南昆明·二模）《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： 下列相关说法不合理的是 A．“捣碎”可以使反应更加充分 B．“熔炼”时加入的煤参加了反应 C．“搅拌”过程中生铁中的含碳量降低 D．最终得到的钢性能优异，不含杂质 【答案】D 【详解】A. 将铁矿石和煤捣碎可以增大反应物的接触面积，使反应更充分，正确。 B. 熔炼时，煤燃烧可提供反应所需的高温，同时煤中的碳可作为还原剂参与还原铁矿石的反应，正确。 C. 搅拌过程中，生铁中的碳与空气中的氧气反应生成二氧化碳气体逸出，使生铁含碳量降低（生铁含碳量2%~4.3%，钢含碳量0.03%~2%），正确。 D.钢是铁的合金，属于混合物，含有碳等其他杂质，并非不含杂质，错误。 9．金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了少数很不活泼的金属，如金、银等有单质形式存在，其余金属多以化合物的形式存在。 (1)常见的金属矿石 名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分的化学式 _______ _______ _______ (2)工业炼铁 ①设备：炼铁高炉。 ②原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气。焦炭的作用是______________，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，赤铁矿石的作用是提供铁元素。 ③高炉炼铁的原理：_____________（用化学方程式表示）。 ④高炉炼铁的产品：高炉炼铁得到的产品是_______，它是___________（填“纯净物”或“混合物”）。 【答案】(1) (2) 生成一氧化碳，提供热量 生铁 混合物 【详解】（1）见答案。 （2）工业炼铁，焦炭有两个核心作用：一是燃烧放热，为炼铁提供高温条件，二是与二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳； 方程式见答案； 高炉炼铁得到的产品是生铁，为混合物。 10．工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下： (1)常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿，其中赤铁矿的主要成分是 （填化学式）。 (2)焦炭在炼铁过程中的主要作用是 ；原料中石灰石（主要成分为）在高温下可将铁矿石中的转变为炉渣，同时生成一种氧化物，该反应的化学方程式为 。 (3)炼铁高炉中鼓入热空气的目的是 ，从物质组成的角度分析，炼钢炉中通入氧气的目的是 。 (4)工业上冶炼铁得到的产品是 （填“纯铁”或“生铁”），属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 【答案】(1) (2) 提供反应所需的热量、提供还原剂CO (3) 提高炉内温度 降低生铁中碳的含量 (4) 生铁 混合物 【详解】（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3； （2）焦炭燃烧会放出大量热，提高炉内温度，提供反应所需的热量，还可以反应生成具有还原性的一氧化碳，提供还原剂一氧化碳； 原料中石灰石（主要成分为 CaCO3 ）在高温下可将铁矿石中的 SiO2 转变为炉渣 (CaSiO3) ，同时生成一种氧化物，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则该氧化物为二氧化碳，该反应的化学方程式为：；　　　　 （3）炼铁高炉中鼓入热空气的目的是提高炉内温度； 碳能够与氧气反应生成二氧化碳，炼钢炉中通入O2的目的是降低生铁中C元素的含量； （4）工业上冶炼铁得到的产品是生铁，生铁是铁的合金，属于混合物。 11．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用。《天工开物》中记载了“古法炼铁”和“炒钢法”如图。 (1)选料：炼铁的原料赤铁矿主要成分是___________（填化学式）。 破碎：选好的矿石进行破碎使其变得更细小。 (2)烘干：在高温环境中烘干矿石，是为了防止高炉中生成的铁和水蒸气置换反应生成，其化学方程式是______________________。 (3)炼炉：工业上把铁矿石、焦炭和石灰石一起投入高炉可以冶炼出生铁，下列说法正确的是___________。 A．CO还原赤铁矿的反应类别是置换反应 B．焦炭的作用是提供热量和生成还原剂 C．石灰石的作用是除去矿石中的二氧化硅 D．高炉尾气对环境无影响，可直接排放 (4)精炼：“炒钢法”不断翻炒液态生铁是为了降低生铁中___________元素的含量。 【答案】(1) (2) (3)BC (4)碳 【详解】（1）赤铁矿主要成分是氧化铁，化学式为：； （2）在高温下，铁和水蒸气置换反应生成和氢气，反应的化学方程式是：； （3）A、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，反应物是两种化合物，不属于置换反应，说法错误； B、原料中焦炭的作用是提供能量和产生一氧化碳，说法正确； C、石灰石的作用是与铁矿石中的二氧化硅反应形成炉渣，说法正确； D、炼铁后产生的废气中含有一氧化碳、粉尘等有害物质，直接排放到空气中会造成空气污染，所以要处理后达标排放，说法错误； 故填：BC； （4）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。 12．（2026·湖南长沙·三模）钢铁产量是衡量国家重工业的发展水平的重要指标，我国作为全球钢铁产量第一的国家，为国民经济发展提供了坚实基础。工业上采用CO还原赤铁矿石(主要成分为，杂质不参与反应)冶炼铁，化学方程式为。 (1)的相对分子质量是________ (2)若该厂现有100t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以冶炼出纯铁的质量是多少？(根据化学方程式进行计算，写出计算过程) 【答案】(1)160 (2)解：设理论上可以冶炼出纯铁的质量为x。 答：理论上可以冶炼出纯铁的质量为56t。 【详解】（1）的相对分子质量为56×2+16×3=160。 （2）计算过程见答案。 素养提升 13．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 【分析】诗句“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”描述从沙中淘洗金属的过程。 【详解】A、金（）化学性质稳定，在自然界中常以单质形式存在，如沙金，可通过淘洗获取； B、铁（）主要以化合物形式存在于矿石中； C、汞（）虽偶有单质，但主要从辰砂提炼； D、铜（）较少以单质存在，多从矿石提取。 故选A。 14．（2026·江苏常州·二模）下列矿石较适合用于工业炼铁的是 A．铝土矿 B．孔雀石 C．赤铁矿 D．黄铜矿 【答案】C 【详解】A. 铝土矿主要成分为Al2O3，是工业炼铝的原料，不符合要求； B. 孔雀石主要成分为，是工业炼铜的原料，不符合要求； C. 赤铁矿主要成分为，铁元素含量高，有害杂质少，是常用的炼铁原料，符合要求； D. 黄铜矿主要成分为，铁元素含量低，且含硫元素，冶炼时会产生有毒的污染环境，不适合炼铁，不符合要求。 15．能解释“古代铁制品保存至今的很少”的理由是 A．铁元素在地壳中含量少 B．冶炼的原料少，且冶炼困难 C．铁易置换出其他金属 D．因为年代久远，潮湿的地下很容易生锈 【答案】D 【详解】A、地壳中元素含量由多到少依次是：O、Si、Al、Fe，铁元素在地壳中含量较多，不符合题意； B、冶炼铁的原料铁矿石含量丰富，且冶炼铁也并不困难，不符合题意； C、铁只能置换出活动性比铁弱的金属，且在固体中，该反应很难发生，不会导致铁制品保存至今很少，不符合题意； D、因为年代久远，潮湿的地下，铁与氧气和水接触，很容易生锈，且铁锈疏松多孔，具有吸附性，会加速铁的锈蚀，从而导致古代铁制品保存至今的很少，符合题意。 故选D。 16．（25-26九年级下·重庆·期中）古籍《五金诀》记载了一种冶铁工艺：“炉中炽炭，投铁矿石，鼓风熔之，铁液流出。”下列说法不正确的是 A．冶炼利用了炽炭的可燃性和还原性 B．铁矿石中的氧化铁发生还原反应 C．鼓风的目的是为了降低炉内温度 D．“铁液”是混合物 【答案】C 【详解】A、炽炭燃烧放出大量热为冶炼提供高温，体现可燃性；同时碳及反应生成的CO可还原氧化铁，体现还原性，说法正确。 B、铁矿石中的氧化铁在反应中失去氧，发生还原反应，说法正确。 C、鼓风的目的是为炉内提供充足的氧气，促进炭充分燃烧，提高炉内温度，而非降低温度，说法错误。 D、"铁液"是生铁，含有碳等杂质，属于混合物，说法正确。 17．（2026·安徽安庆·二模）明代《天工开物》记载了我国古代冶铁工艺，其核心工序蕴含丰富的分离原理。下列工序与现代“过滤”(利用多孔介质分离不溶性固体颗粒)的核心原理完全一致的是 A．烧矿取铁——煅烧矿石使其疏松 B．炒熟为末——加热翻炒，将矿石粉碎并初步反应 C．筛分选矿——矿粉通过不同孔径筛网，分离不同颗粒大小的矿料 D．淘洗去杂——水流冲洗，利用密度差异分离铁粉与泥沙 【答案】C 【详解】题干信息：现代“过滤”的核心原理是利用多孔介质，通过孔隙大小筛选，截留大颗粒、通过小颗粒实现分离。 A.煅烧矿石属于化学变化过程，无多孔介质筛分操作，错误。 B.粉碎矿石是物质形态改变，错误。 C.筛网属于多孔介质，通过孔径差异分离不同粒径的矿料，正确。 D.淘洗是利用密度差异分离，不是借助多孔介质筛分，错误。 18．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）利用赤铁矿石炼铁的工艺流程示意图如下所示。已知催化反应室中发生的反应：，下列说法不正确的是 A．X的化学式为H2 B．赤铁矿石的主要成分为Fe2O3 C．还原反应室中发生的反应均是置换反应 D．催化反应室反应前后元素的种类和原子的数目均不变 【答案】C 【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前有2个C原子，4个H原子，2个O原子，反应后有2个C原子，2个O原子，所以2X中有4个H原子，X的化学式为，该项正确； B、赤铁矿石的主要成分为，该项正确； C、置换反应为单质与化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物，还原反应室中一氧化碳和三氧化二铁的反应是两种化合物反应，不属于置换反应，该项错误； D、催化反应室中发生的是化学反应，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，该项正确； 故选C。 19．（2026·江苏连云港·二模）“双碳”背景下，“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。如图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。下列说法错误的是 A．高炉炼铁中，焦炭的作用除了燃烧提供热量以外，还会与二氧化碳反应生成还原剂 B．生铁是铁的合金，是混合物 C．“富氧空气喷吹”能增大的浓度，并使反应物接触更充分，从而使反应更充分 D．高炉气体的分离过程属于化学变化 【答案】D 【详解】A.高炉炼铁中，焦炭先发生反应释放热量提供高温环境，再发生反应，生成的是还原铁矿石的还原剂，正确； B.生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金，含有铁、碳等多种物质，属于混合物，正确； C.富氧空气中氧气浓度高于普通空气，可增大反应物的浓度，喷吹的操作能增大反应物接触面积，二者都可使反应更充分，正确； D.高炉气体的分离过程仅将高炉气体中的粉尘、、、等成分分离，没有新物质生成，属于物理变化，错误。 20．（2026·四川成都·一模）大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源。 (1)某炼铁厂以焦炭、磁铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下图所示，流程中反应Ⅲ的化学方程式为__________。 (2)工业上用铝土矿（主要成分为，含砂石等杂质）制备铝的主要流程如图。 ①流程中步骤Ⅰ、Ⅱ都包含固液分离的操作，该操作的名称是______； ②生成的步骤Ⅱ中，反应物除了、外，还有一种氧化物为_____（填化学式）； ③电解熔融氧化铝的反应是分解反应，其化学方程式为__________。 (3)铜是人类最早使用的金属之一。氧化铜与木炭在高温条件下反应可炼铜，该反应的化学反应方程式为__________，该反应属于基本反应类型中的______。 【答案】(1) (2) 过滤 (3) 置换反应 【详解】（1）磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，则反应Ⅲ是一氧化碳和四氧化三铁的反应； （2）①过滤是可实现固液分离的操作； ②根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，生成物中含氢元素，则反应物中也应含氢元素，则该氧化物是； ③电解熔融氧化铝的反应是分解反应，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含Al、O，生成物中含Al，则生成物中还应含氧元素，则生成的另一种物质是氧气，则该反应的化学方程式为：； （3）略； 氧化铜与木炭在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的反应物是一种单质和一种化合物，生成物是另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。 21．（2026·湖南长沙·一模）竖炉炼铁的工艺流程如下图所示。 已知：催化反应室中发生的反应之一为。 (1)赤铁矿石属于__________（填“纯净物”或“混合物”）。 (2)粉碎机将赤铁矿石粉碎的目的是__________。 (3)该流程中，还原反应室产生的高温尾气被导入催化反应室参与反应，而非直接排放到空气中。请分析该设计的优点：__________。 【答案】(1)混合物 (2)增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (3)节约能源，减少污染物排放，提高原料利用率（合理即可） 【详解】（1）赤铁矿石的主要成分是Fe2O3，但还含有其他杂质，由多种物质组成，因此属于混合物。 （2）将矿石粉碎可以增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分。 （3）还原反应室产生的高温尾气中含有CO2，直接排放会加剧温室效应；将其导入催化反应室，可与天然气（CH4）发生反应，将CO2转化为炼铁所需的还原剂CO和H2，实现了资源的循环利用，可以节约能源，减少污染物排放，提高原料利用率。 迁移创新 22．（2025·湖北·二模）《天工开物》记载了古代冶铁工艺，“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。……凡铁一炉载土（铁矿石）二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭……扇炉风箱……土化成铁之后，从炉腰孔流出。”下列理解错误的是 A．“既炒则熟”是为了降低生铁中的含碳量 B．“或用木炭”只是为炼铁提供热量 C．“扇炉风箱”增加炉内氧气含量 D．“土化成铁”指由铁矿石炼成生铁 【答案】B 【详解】A、“既炒则熟”，炒的过程中碳与氧气反应生成二氧化碳，从而降低生铁中的含碳量，将生铁转化为钢，故A正确；    B、“或用木炭”，木炭不仅为炼铁提供热量，还作为还原剂参与反应，将铁矿石中的铁还原出来，故B错误； C、“扇炉风箱”可以增加炉内氧气含量，使燃料燃烧更充分，提供更多的热量，同时也有利于碳与氧气反应，故C正确；    D、 “土化成铁”，这里的土指铁矿石，通过一系列反应将铁矿石炼成生铁，故D正确。 故选B。 23．铜是与人类关系非常密切，考古发现某炼铜遗址的竖炉如图所示。下列说法正确的是 A．大多数铜以单质形式存在于铜矿石 B．CuO中铜元素的含量高于Cu2O C．封闭的竖炉炼铜，可以充分利用热能 D．古代火法炼铜能有效解决CO、SO2污染 【答案】C 【详解】A、大多数铜以化合物的形式存在于铜矿石，A不正确； B、CuO中铜元素的含量为80%，而Cu2O中铜元素的含量约为88.9%，B不正确； C、封闭的竖炉炼铜，可以防止热量散失，还为氧化铜还原成铜提供了还原剂CO，C正确； D、火法炼铜技术虽然当时处于领先地位，但容易产生CO、SO2等污染性气体，D不正确。 故选C。 24．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（或菱铁矿） (2)提高炉温 (3)(或) (4) 除杂 碳/C (5)低 【详解】（1）常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿； （2）不断鼓入空气的目的是为燃烧提供充足的氧气，使燃烧更加充分，为反应提供更高的温度； （3）赤铁矿的主要成分为氧化铁，磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，化学反应方程式为：；四氧化三铁与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，化学反应方程式为：； （4）潮泥灰的主要成分是碳酸钙，碳酸钙在炼铁过程中的主要作用是吸收反应中产生的杂质，产生炉渣，故撒入潮泥灰达到除杂的目的；铁的熔点是1535℃，则液态的生铁为温度很高，不断翻炒液态生铁，是为了让生铁中的碳与氧气接触燃烧，以达到降低碳元素含量的目的； （5）钢是铁与碳等物质形成的合金，合金的熔点比其中组成中的纯金属熔点低，故钢的熔点比纯铁熔点低。 学科网（北京）股份有限公司2 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第1课时 金属矿物、铁的冶炼 课标要点 1．知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，知道一些常见金属的矿石； 2．了解工业炼铁的原理和方法，体会化学方法在金属冶炼中的重要性； 3．能根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行相关计算。 学习重难点 重点： 铁的冶炼原理和方法。 难点： 含杂质的化学方程式计算。 知识点 金属矿物 1．金属资源在自然界的存在 （1） 化学性质很不活泼，以 形式存在；其余金属都以 形式存在。 2．金属矿物教材延伸 人类使用金属的年代与金属的活动性及冶炼难度有关。一般来说，金属越活泼，越难冶炼，利用就越晚。 （1）大多数金属在自然界以 形式存在。 金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2 （2）人类每年从金属矿物中提取大量金属，其中提取量最大的是 。 教材延伸 选择矿石进行金属冶炼时，一般选择金属含量相对较高，且冶炼过程中不易产生有害物质的矿石。如：炼铁一般选择赤铁矿或磁铁矿，而不选择含铁量较低的菱铁矿。 随学随练 1．下列哪种金属在自然界主要以单质形式存在 A．铁 B．镁 C．金 D．钛 2．下列矿石不能用于炼铁的是 A．赤铁矿（主要成分Fe2O3） B．黄铜矿（主要成分CuFe S2） C．菱铁矿（主要成分FeCO3） D．辉铜矿（主要成分Cu2S） 知识点 铁的冶炼（重点） 1．铁的冶炼和利用历史 （1） 时期，我国已生产和使用铁器；战国以后，铁逐渐成为 的金属材料。 （2）《天工开物》中有我国古代炼铁的记载。Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 2．高炉炼铁 设备 原料 、 、 、热空气 原理 利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 各原料的作用 赤铁矿石 提供 焦炭 ① ； ② 石灰石 热空气 提供焦炭燃烧所需的氧气 炉内反应 由下而上依次为： ； ；Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2。 教材延伸 1．高炉炼铁使用的原料是焦炭，反应的原理却是一氧化碳还原氧化铁，原因是：气体与固体的接触面积大于固体之间的接触面积，一氧化碳是气体，与赤铁矿石的接触面积远大于焦炭和赤铁矿石的接触面积，故主要是一氧化碳做还原剂，还原氧化铁。 2．炼铁的主要原料是赤铁矿石，主要产品是生铁。炼钢的主要原料是废钢和生铁，主要产品是钢。将生铁冶炼成钢主要是将过量的碳转化为气体而除去，“百炼成钢”的原理是：碳与氧气反应生成二氧化碳。 随学随练 1．（2026·河南周口·三模）如图所示为某钢铁厂高炉炼铁的大致流程示意图（部分物质已略去）。下列说法正确的是 A．气体①是CO B．气体②→③反应的化学方程式为 C．物质③是熟铁 D．气体①和气体②均由分子构成，化学性质相似 2．（25-26九年级下·吉林·期中）现代高炉炼铁是以铁矿石、焦炭、石灰石为原料，在大型竖式高炉内反应(如图)，连续产生液态生铁的工艺。炼铁时产生的高炉煤气，经处理后可循环利用。高炉炼铁的原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 (1)炼铁高炉中需要的一氧化碳主要来源是______(填字母)。 A．2C+O22CO B．C+CO22CO (2)相较于汉代炼铁，请从多角度评价现代炼铁的优点：______。 知识点 含杂质的化学方程式计算 1．原理 （1）在实际生产时，炼铁用的原料和产品都含有杂质，计算用料和产量时需考虑杂质。 （2）化学方程式所表示的各物质发生化学反应时的质量关系，是纯净物之间的质量关系。因此在计算中必须将含杂质的物质的质量换算成纯净物的质量，再进行计算。 2．不纯物质、纯物质和纯度的关系： （1）纯度 = ×100% = 1－杂质的质量分数 （2）纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度 如：Fe2O3的质量=赤铁矿石的质量× ；Fe的质量=生铁的质量× = 的质量×（1－ ） （3）不纯物质的质量 = 纯物质的质量÷纯度 如：赤铁矿石的质量=Fe2O3的质量÷ ；生铁的质量=Fe的质量÷ =Fe的质量÷（1 － ） （4）杂质的质量 = 不纯物质的质量×（1-纯度） 3．计算步骤 （1）将不纯物质（含杂质）的质量换算成纯物质的质量； （2）将纯物质质量代入化学方程式进行计算； （3）将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质的质量。 4．典例 例1．用1000吨含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？ 易错提醒 1．看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是纯物质的质量分数； 2．计算时一般认为杂质不参加反应； 随学随练 1．用2000t含氧化铁78%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？（计算结果保留一位小数）温馨提示：。 2．我国是世界上冶炼锌最早的国家。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……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”其中的主要反应原理为： (1)原文中“冷定毁罐取出”的目的是________。 (2)现有1000kg含ZnCO387.5%的炉甘石，理论上可以炼出锌的质量是多少？(写出计算过程) 题型 金属矿物 ▌例1 下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是 A．铝 B．铁 C．金 D．银 ▌对点练1-1 古人常采天然金属打造器物，下列金属在自然界中主要以单质形式存在的是解题贴士 1．金、银化学性质稳定，以单质形式存在；其余金属都以化合物形式存在。 2．赤铁矿红色，主要成分为Fe2O3；磁铁矿黑色，主要成分为Fe3O4；铝土矿主要成分为Al2O3。 A．钠 B．铝 C．金 D．铁 ▌对点练1-2 镇海楼是广州规模最大的红砂岩文物。红砂岩因含某种氧化物而呈红色，这种氧化物可能是 A．CaO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3 题型 铁的冶炼 ▌例2 炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：   请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是（　　） A．生铁属于混合物 B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应 C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳 D．工业炼铁的设备是高炉 ▌对点练2-1 某钢铁厂用高炉炼得生铁，再利用生铁炼钢，其主要反应过程如下图所示：解题贴士 1．炼铁的设备：高炉 2．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 3．炼铁的原理：利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 4．各原料的作用： ①赤铁矿石：提供铁元素； ②焦炭：燃烧放热，维持炉温；提供还原剂CO ③石灰石：将矿石中的二氧化硅转化成炉渣 ④热空气：提供焦炭燃烧所需的氧气 (1)高炉炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭、 和空气等。在高炉里，反应①的作用是获得二氧化碳，并 。 (2)反应②的化学方程式是 ，反应③的化学方程式是 。 (3)生铁炼钢的原理主要是用氧气等物质将生铁里过多的 (填符号)和其他杂质除去。 ▌对点练2-2 工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图： 已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~ 2%。 (1)赤铁矿炼铁的反应原理是 （用化学方程式表示）。 (2)炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是 。 (3)炼铁的原料中用到的焦炭的作用 和 。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是 ，生铁与钢铁的主要区别 。 题型 金属冶炼的相关计算 ▌例3 生铁和钢是应用广泛的铁合金，工业上常用赤铁矿石冶炼生铁。 (1)生铁的含碳量比钢的含碳量 (填“高”或“低”)。 (2)某炼铁厂用含Fe2O3，80%的赤铁矿石冶炼出含铁1120t的生铁，计算炼铁所用赤铁矿石的质量。 ▌对点练3-1 （2026·山东泰安·二模）工业上通常利用赤铁矿石冶炼金属铁。现有含氧化铁80%的赤铁矿500t。请计算：解题贴士 （1）纯度 = ×100% = 1－杂质的质量分数 （2）纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度 (1)这些赤铁矿中含氧化铁的质量为______t； (2)理论上利用这些赤铁矿可以炼成含铁96%的生铁的质量是______t。（结果精确到0.1） ▌对点练3-2 （2026·安徽黄山·一模）某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，请回答：现有1600t含75%氧化铁的赤铁矿，理论上最多能炼出含铁96%生铁的质量是多少？(写出计算过程) 基础通关 1．下列金属主要以单质形式存在于自然界中的是 A．Fe、 B．、Ag C．、 D．、 2．（2026·广西柳州·二模）工业上用铝土矿来冶炼金属铝，铝土矿的主要成分是 A． B． C． D． 3．（2026·河南周口·二模）我国古代冶金技术领先世界，《天工开物》记载炼铁工艺，工业炼铁主要原料不包含 A．铁矿石 B．焦炭 C．石灰石 D．黄铜矿 4．下列说法中不正确的是 A．自然界的铁主要以化合物形式存在于矿石中 B．工业上炼铁的主要设备是高炉 C．工业上炼铁的原理是 D．工业上炼铁中发生反应的基本类型是置换反应 5．（2026·陕西宝鸡·模拟预测）工业炼铁的主要原料是赤铁矿（主要成分是）、焦炭、空气等，简要的转化流程如图。下列说法不正确的是 A．赤铁矿的主要成分与铁锈的主要成分相同 B．反应①中焦炭的作用是作为燃料提高温度 C．反应③是置换反应，一氧化碳表现还原性 D．炼出的产品铁是含有较多碳等的杂质的生铁 6．工业上炼铁的主要设备是高炉。高炉炼铁所发生的主要反应是 A． B． C． D． 7．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）《天工开物》里关于炼锡(Sn)有“入砂数百斤，丛架木炭，鼓鞴熔化”的记载，对于此处“砂”的主要成分的猜想，合理的是 A．SiO2 B．Fe2O3 C．Cu2(OH)2CO3 D．SnO2 8．（2026·云南昆明·二模）《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： 下列相关说法不合理的是 A．“捣碎”可以使反应更加充分 B．“熔炼”时加入的煤参加了反应 C．“搅拌”过程中生铁中的含碳量降低 D．最终得到的钢性能优异，不含杂质 9．金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了少数很不活泼的金属，如金、银等有单质形式存在，其余金属多以化合物的形式存在。 (1)常见的金属矿石 名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分的化学式 _______ _______ _______ (2)工业炼铁 ①设备：炼铁高炉。 ②原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气。焦炭的作用是______________，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，赤铁矿石的作用是提供铁元素。 ③高炉炼铁的原理：_____________（用化学方程式表示）。 ④高炉炼铁的产品：高炉炼铁得到的产品是_______，它是___________（填“纯净物”或“混合物”）。 10．工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下： (1)常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿，其中赤铁矿的主要成分是 （填化学式）。 (2)焦炭在炼铁过程中的主要作用是 ；原料中石灰石（主要成分为）在高温下可将铁矿石中的转变为炉渣，同时生成一种氧化物，该反应的化学方程式为 。 (3)炼铁高炉中鼓入热空气的目的是 ，从物质组成的角度分析，炼钢炉中通入氧气的目的是 。 (4)工业上冶炼铁得到的产品是 （填“纯铁”或“生铁”），属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 11．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用。《天工开物》中记载了“古法炼铁”和“炒钢法”如图。 (1)选料：炼铁的原料赤铁矿主要成分是___________（填化学式）。 破碎：选好的矿石进行破碎使其变得更细小。 (2)烘干：在高温环境中烘干矿石，是为了防止高炉中生成的铁和水蒸气置换反应生成，其化学方程式是______________________。 (3)炼炉：工业上把铁矿石、焦炭和石灰石一起投入高炉可以冶炼出生铁，下列说法正确的是___________。 A．CO还原赤铁矿的反应类别是置换反应 B．焦炭的作用是提供热量和生成还原剂 C．石灰石的作用是除去矿石中的二氧化硅 D．高炉尾气对环境无影响，可直接排放 (4)精炼：“炒钢法”不断翻炒液态生铁是为了降低生铁中___________元素的含量。 12．（2026·湖南长沙·三模）钢铁产量是衡量国家重工业的发展水平的重要指标，我国作为全球钢铁产量第一的国家，为国民经济发展提供了坚实基础。工业上采用CO还原赤铁矿石(主要成分为，杂质不参与反应)冶炼铁，化学方程式为。 (1)的相对分子质量是________ (2)若该厂现有100t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以冶炼出纯铁的质量是多少？(根据化学方程式进行计算，写出计算过程) 素养提升 13．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 14．（2026·江苏常州·二模）下列矿石较适合用于工业炼铁的是 A．铝土矿 B．孔雀石 C．赤铁矿 D．黄铜矿 15．能解释“古代铁制品保存至今的很少”的理由是 A．铁元素在地壳中含量少 B．冶炼的原料少，且冶炼困难 C．铁易置换出其他金属 D．因为年代久远，潮湿的地下很容易生锈 16．（25-26九年级下·重庆·期中）古籍《五金诀》记载了一种冶铁工艺：“炉中炽炭，投铁矿石，鼓风熔之，铁液流出。”下列说法不正确的是 A．冶炼利用了炽炭的可燃性和还原性 B．铁矿石中的氧化铁发生还原反应 C．鼓风的目的是为了降低炉内温度 D．“铁液”是混合物 17．（2026·安徽安庆·二模）明代《天工开物》记载了我国古代冶铁工艺，其核心工序蕴含丰富的分离原理。下列工序与现代“过滤”(利用多孔介质分离不溶性固体颗粒)的核心原理完全一致的是 A．烧矿取铁——煅烧矿石使其疏松 B．炒熟为末——加热翻炒，将矿石粉碎并初步反应 C．筛分选矿——矿粉通过不同孔径筛网，分离不同颗粒大小的矿料 D．淘洗去杂——水流冲洗，利用密度差异分离铁粉与泥沙 18．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）利用赤铁矿石炼铁的工艺流程示意图如下所示。已知催化反应室中发生的反应：，下列说法不正确的是 A．X的化学式为H2 B．赤铁矿石的主要成分为Fe2O3 C．还原反应室中发生的反应均是置换反应 D．催化反应室反应前后元素的种类和原子的数目均不变 19．（2026·江苏连云港·二模）“双碳”背景下，“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。如图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。下列说法错误的是 A．高炉炼铁中，焦炭的作用除了燃烧提供热量以外，还会与二氧化碳反应生成还原剂 B．生铁是铁的合金，是混合物 C．“富氧空气喷吹”能增大的浓度，并使反应物接触更充分，从而使反应更充分 D．高炉气体的分离过程属于化学变化 20．（2026·四川成都·一模）大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源。 (1)某炼铁厂以焦炭、磁铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下图所示，流程中反应Ⅲ的化学方程式为__________。 (2)工业上用铝土矿（主要成分为，含砂石等杂质）制备铝的主要流程如图。 ①流程中步骤Ⅰ、Ⅱ都包含固液分离的操作，该操作的名称是______； ②生成的步骤Ⅱ中，反应物除了、外，还有一种氧化物为_____（填化学式）； ③电解熔融氧化铝的反应是分解反应，其化学方程式为__________。 (3)铜是人类最早使用的金属之一。氧化铜与木炭在高温条件下反应可炼铜，该反应的化学反应方程式为__________，该反应属于基本反应类型中的______。 21．（2026·湖南长沙·一模）竖炉炼铁的工艺流程如下图所示。 已知：催化反应室中发生的反应之一为。 (1)赤铁矿石属于__________（填“纯净物”或“混合物”）。 (2)粉碎机将赤铁矿石粉碎的目的是__________。 (3)该流程中，还原反应室产生的高温尾气被导入催化反应室参与反应，而非直接排放到空气中。请分析该设计的优点：__________。 迁移创新 22．（2025·湖北·二模）《天工开物》记载了古代冶铁工艺，“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。……凡铁一炉载土（铁矿石）二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭……扇炉风箱……土化成铁之后，从炉腰孔流出。”下列理解错误的是 A．“既炒则熟”是为了降低生铁中的含碳量 B．“或用木炭”只是为炼铁提供热量 C．“扇炉风箱”增加炉内氧气含量 D．“土化成铁”指由铁矿石炼成生铁 23．铜是与人类关系非常密切，考古发现某炼铜遗址的竖炉如图所示。下列说法正确的是 A．大多数铜以单质形式存在于铜矿石 B．CuO中铜元素的含量高于Cu2O C．封闭的竖炉炼铜，可以充分利用热能 D．古代火法炼铜能有效解决CO、SO2污染 24．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。 学科网（北京）股份有限公司13 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $