第2节金属矿物铁的冶炼九年级化学上册期中期末大通关讲练（全国）（原卷版）

第2第2节金属矿物铁的冶炼知识节节清01学习目标02思维导图03必备知识04考场真题1.知道矿物是冶炼金属的原料，了解常见金属的冶炼方法。2.理解实验室模拟金属炼铁的过程，能通过不同的方法检验产物。3.初步认识工业炼铁的设备、原料和产品。一.金属的存在①自然界中大多数金属是以形式存在，少数金属以形式存在；②常见的金属矿物铁矿石：赤铁矿（主要成：），磁铁矿（主要成分：）；铜矿石：孔雀石[Cu2（OH）2CO3]；铝矿石：铝土矿（）。二.铁的冶炼1.实验室模拟高炉炼铁原理：步骤：①检验CO纯度（防止CO不纯，加热时引起爆炸）②先通一会儿CO（排尽玻璃管中的空气，防止加热时）③再用酒精喷灯给装置加热④先停止，继续通入CO到玻璃管冷却（防止澄清石灰水倒吸，引起玻璃管炸裂）⑤再停止通入现象：①红棕色粉末变成；②澄清石灰水变。结论：CO还原氧化铁生成了CO2和铁。【检验有单质铁生成的方法】：物理法：用磁铁靠近生成物，如被吸引，则为铁。化学方法：取少量生成物放入试管中，滴加少量稀硫酸，有气泡且溶液变为浅绿色，则为铁。2.工业炼铁原理：在下，利用一氧化碳将铁从铁的中还原出来。原料及其作用：铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石：提供铁元素焦炭：石灰石：造渣，除去二氧化硅空气：提供氧气主要设备：主要反应：C+O2eq\o(\s\up6(点燃),\s\do0(====))CO2、C+CO2eq\o(\s\up6(高温),\s\do0(====))2CO、Fe2O3+3COeq\o(\s\up6(高温),\s\do0(====))2Fe+3CO2产物：生铁1．（2023·江苏常州·中考真题）同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是A．赤铁矿B．磁铁矿C．孔雀石D．铝土矿2．（2023秋·江苏扬州·九年级统考期末）2022年卡塔尔世界杯主场馆“卢赛尔体育馆”由中国铁建承建，建造时使用了大量的钢构件。下列关于钢铁说法正确的是A．高炉炼铁可以得到纯铁B．钢是性能优良的纯金属C．地壳中含量最高的金属元素是铁D．炼钢是为了降低生铁中的含碳量3．（2023·江苏南通·校联考三模）我国古代常用灰吹法炼银．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，下列说法不正确的是A．银铅块属于混合物B．自然界中的银都是以化合物的形式存在C．PbO中Pb显+2价D．灰吹法炼银过程包含化学变化4．（2023·江苏无锡·统考一模）《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5．（2023·江苏连云港·模拟预测）利用如图所示装置测定某铁的氧化物的化学式。实验记录数据如下：①装铁的氧化物的硬质玻璃管的质量为20g；②硬质玻璃管与铁的氧化物的质量共为；③通入一氧化碳并加热至铁的氧化物全部转化为铁后，生成的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收，且B中生成沉淀的质量为20g。根据以上实验记录，计算此铁的氧化物的化学式为A．Fe2O3B．Fe3O4C．FeOD．Fe5O76．（2023·江苏苏州·苏州工业园区星湾学校校考模拟预测）用如图所示装置研究CO和Fe2O3的反应。下列说法错误的是A．开始时应先通入CO再加热氧化铁B．充分加热后，固体由红棕色变为黑色C．快速推入CO可使氧化铁充分反应D．气球的作用是防止CO污染空气和调节气压7．（2023·江苏扬州·统考二模）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，下列说法错误的是A．吹法炼银过程含有化学变化B．银铅块属于合金C．PbO中Pb的化合价为+2D．银自然界不存在单质8．（2023·江苏南京·模拟预测）同学们利用如图所示装置模拟工业炼铁的实验原理，已知：甲酸和98%的浓硫酸加热可以产生一氧化碳。下列说法不正确的是A．实验时，应先挤压盛放甲酸的胶头滴管，再点燃酒精灯B．充分反应后B处留下黑色物质C．W型管中间凸起比两端高，可防止因A处产生的气体过多，导致A处液体溢出到B处D．该装置还缺少尾气处理装置9．（2023·江苏扬州·统考一模）某化学兴趣小组利用如图微型装置进行CO和Fe2O3反应的实验。下列说法错误的是A．操作时，先点燃甲处酒精灯，再将注射器内的CO推入V型玻璃管内B．实验时可观察到V型玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑C．装置乙的作用是防倒吸D．实验过程中可观察到丙中澄清石灰水变浑浊，且液面下降10．（2023·江苏无锡·模拟预测）如图是模拟工业炼铁的实验，向装有20gFe2O3的硬质玻璃管中通入CO，加热反应一段时间后，测得玻璃管中剩余固体质量为，则下列说法正确的是A．甲中硬质玻璃管内黑色固体逐渐变为红色B．装置甲中发生的反应属于置换反应类型C．该装置没有进行尾气处理，会污染空气D．参加反应的Fe2O3占原总质量的80%11．（2023秋·江苏泰州·九年级统考期末）化学在我们的生活和工农业生产中无处不在。(1)水是生命之源，欲检验一井水是否为硬水，可以向水样中加入适量的；电解水时加入少量的氢氧化钠溶液可增强导电性，因为其溶于水后能形成自由移动的（填离子符号）和氢氧根离子。(2)化学元素含量的多少直接影响人体的健康，人体缺少元素可能会导致骨骼疏松。(3)《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作。①炼锡时需要“点铅勾锡”，即加入铅能使锡较易熔化流出，其原因为。②炼制黄铜时“在炉中装入炉甘石和赤铜”，炉甘石的主要成分为碳酸锌（），标出碳酸锌中锌元素的化合价；碳酸锌高温分解生成两种氧化物的化学方程式为。③“炒钢法”炼制钢铁的生产过程可如图所示。炼铁时煤的作用为提供CO、。赤铁矿在炼铁炉中生成铁的化学方程式为。方塘中不断翻炒液态生铁，是为了降低元素的含量。12．（2023秋·江苏常州·九年级统考期末）兴趣小组同学对铁及其氧化物的性质进行探究。I.图1是实验室模拟铁冶炼原理的装置图。(1)硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是。(2)实验中可观察到澄清石灰水。(3)尾气中因含有有毒的所以需处理；玻璃管内铜丝可以防止处理尾气时发生爆炸，其原理是。II.图2是探究铁粉在加热时氧化产物的装置图。利用图2装置，先通入一会儿氢气，再用温控热源将铁粉升温至800℃，恒温下通入空气进行实验，然后停止加热并持续通氢气至固体冷却，利用X射线衍射仪（通过图谱可以判断测定样品中某物质是否存在）测定不同加热时间固体的成分，实验结果如图3所示。(4)升温至800℃，未通入空气时少量铁粉已氧化成Fe1xO的原因可能是。(5)写出上述实验中，通入空气发生反应的化学方程式。(6)上述实验中，通入空气时，剩余固体的质量是。13．（2023·江苏南通·校考二模）南通地铁的正式开建，标志着南通进入“地铁时代”如图1。(1)地铁列车车体大量使用的镁铝合金属于（填“金属材料”或“合成材料”）。(2)地铁建造过程中需要使用大量的钢铁。工业炼铁可利用一氧化碳与氧化铁反应，写出该反应的化学方程式：。(3)地铁信息传输系统中使用的光导纤维和电子芯片的关键材料分别为二氧化硅（SiO2）和晶体硅（Si）。将二氧化硅转化为硅的过程属于（填“物理变化”或“化学变化”）。(4)地铁施工过程中产生的废水、废浆以及机械漏油等，都会对水体产生污染。使用活性炭可对污水进行处理，这是利用了活性炭的性。(5)地铁施工工程车的尾气经过如图催化转化后，可实现达标排放。反应Ⅱ中发生还原反应的物质为。14．（2023春·江苏盐城·九年级校考期中）虎年春晚一段舞蹈诗剧《只此青绿》惊艳了许多观众，生动还原了北宋名画《千里江山图》，《千里江山图》颜料选用各色天然矿石加工而成。一些矿石的主要成分及颜色如表。矿石石绿朱砂雌黄石青赭石主要成分Cu2（OH）2CO3HgSAs2S3xCu（OH）2•yCuCO3Fe2O3颜色绿色红色黄色蓝绿色红色(1)上述各矿石所含主要成分属于氧化物的是（填化学式）。(2)画出硫化汞中硫元素的原子的结构示意图。(3)赭石，属赤铁矿，我国早在春秋战国时就开始炼铁。①现代工业炼铁的设备是；工业炼铁得到的是生铁，生铁和钢的性能不同是因为不同。②生铁是最常见的金属材料，下列关于金属材料说法正确的是（双选）。A．日常使用的金属材料，大多数属于合金B．铝耐腐蚀的原因是铝的化学性质不活泼C．合金比组成它的纯金属硬度小、熔点高、抗腐蚀性更好D．钛和钛合金与人体有很好的相容性，可用于制“人造骨”(4)石绿，又称孔雀石，能被酸溶解，与稀硫酸反应产生蓝色溶液和气体，写出其主要成分与稀硫酸反应的化学方程式：。(5)石青，又称蓝铜矿，某学习小组设计实验对其组成进行探究（假设矿石中其它杂质不与稀硫酸反应）。向一定质量的干燥样品中加入足量稀硫酸，通过测定产生CO2气体体积和反应后剩余固体的质量来确定其组成，装置如图所示。①量气装置读数时应（填“A”或“B”），最后平视凹液面最低处读数。A．先使量气装置两侧液面相平，再恢复至室温B．先恢复至室温，再使量气装置两侧液面相平②橡胶管a连接分液漏斗和锥形瓶，试推测橡胶管a的作用：。③反应后读数时，若量气装置右侧液面低于左侧（其它操作均正确），导致x：y结果（填“偏大”或“偏小”）。15．（2023·江苏宿迁·统考一模）铁是应用最广泛的金属。(1)工业炼铁①实验开始前，先通入CO一段时间后，再点燃酒精喷灯，目的是。②装置中导管末端加一盏点燃的酒精灯的目的是：。(2)铁的性质探究①把盘成螺旋状的光亮铁丝放在氧气中燃烧时，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，该固体是(写化学式)。②把铁片放入稀盐酸中，产生气泡，溶液变为绿色，写出相关的化学方程式。③向一定量CuSO4溶液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，则滤渣中含有的物质是，滤液中含有的溶质是。④铁丝长时间放于空气中，会和空气中的反应生锈。⑤为了除去铁丝表面的铁锈，可把生锈的铁丝放于稀盐酸中，观察到铁锈消失，溶液变成色。⑥将铁制成合金可以延缓生锈，生铁和钢是常见的铁的合金，这两者的区别是。16．（2023秋·江苏淮安·九年级统考期末）某校化学兴趣小组针对CO与Fe2O3的反应实验设计了如图实验装置：实验说明：①W形管中部凸起部分要比两端高，防止左边产生的气体较快、较多，使液体溢出到右边。②利用“水量法”，事先测算出D装置左边所有装置的容积为130mL，并在装满足量澄清石灰水的集气瓶外侧表面划线标出上部容积130mL所在位置。③A处发生的反应：。(1)与用酒精灯直接加热相比，A处加热方式的优点是。(2)B处Fe2O3发生反应的化学方程式。(3)装置C的作用是。(4)DE装置组合在整个实验中的作用：①检验并吸收生成的CO2；②。(5)请结合D中的现象说明何时点燃B处酒精灯？。17．（2023·江苏徐州·统考二模）某钢铁厂生产钢铁并回收利用滤渣及尾气的主要流程如下图所示，其中石灰石的主要作用是将矿石中的杂质转变为炉渣。(1)步骤①中将固体反应物粉碎的目的是。(2)步骤②中生成铁的化学方程式是。(3)高炉气体中除外，主要成分还有。(4)炉渣主要成分是硅酸钙，其中硅元素化合价是。(5)步骤③中吹入氧气的主要目的是。18．（2023·江苏淮安·统考一模）2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》。(1)《千里江山图》（如图1）流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，与所用矿石颜料有关。说明所用矿石颜料化学性质（填“稳定”或“不稳定”）；(2)矿石颜料之一赭石（主要成分为Fe2O3）属赤铁矿，我国早在春秋战国时就开始炼铁。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是（用化学方程式表示）；(3)我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”，该方法的生产过程可用图2表示。查阅资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。将铁矿石、煤捣碎的目的是，撒入潮泥灰主要作用是。19．（2023·江苏常州·统考一模）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1简要表示：(1)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣（如图2所示）。能实现渣铁分离的原因是因为炉渣具有以下性质：一是炉渣的熔点比铁高，二是。(2)焦炭在高炉炼铁中通常要先进行粉碎处理，其目的是。(3)反应Ⅲ中氧化铁被还原，写出反应的化学方程式。(4)由于高炉炼铁使用的原料是空气，因此排出的高炉气中含有多种成分，其中含量最高（占55%~60%）的是。(5)铁制品生锈是一个复杂的过程，铁在潮湿的空气中会先转变成Fe（OH）3，然后逐步失水形成不同的铁锈。现取Fe（OH）3粉末，经失水后得到铁锈，则该铁锈的化学式可能是______（填字母序号）。A．Fe2O3·3H2OB．Fe2O3·2H2OC．Fe2O3·H2OD．Fe2O320．（2023秋·江苏盐城·九年级校考期末）下图是实验室模拟炼铁的装置图，试回答（1）实验过程仪器①中发生反应的化学方程式是。（2）实验时，应该先（填“通CO”或“点燃酒精喷灯”）。【进行实验】该小组按上述实验设计，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量（玻璃管的质量为）②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量（冷却到室温称量）【分析与讨论】本实验中，玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。【查阅资料】①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。物质性质四氧化三铁氧化亚铁氧化铁铁粉颜色黑色黑色红色黑色能否被磁铁吸引能不能不能能【实验与猜想】①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和。（填物质名称）②进行猜想：黑色固体粉末可能是以下三种情况：a：全部为铁；b：全部为四氧化三铁；c：。【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算，猜想是正确的（填a、b、c）。【反思与评价】①一氧化碳还原氧化铁实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。②实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有。A．检验并吸收二氧化碳

B．收集一氧化碳③若该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，若它是四氧化三铁、铁混合物，必须具备的条件是：反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m的范围。（冷却到室温称量）21．（2023·江苏南京·统考二模）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。(1)高炉炼铁的原料是铁矿石、、石灰石、空气。(2)高炉炼铁得到生铁。生铁的硬度纯铁的硬度（填“>”或“<”，下同）；生铁的含碳量钢的含碳量。(3)用500t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？（利用化学方程式进行计算，写出计算过程，计算结果保留一位小数）22．（2023秋·江苏南京·九年级统考期末）铁及其化合物具有重要用途I.铁在自然界中的存在(1)铁元素在地壳中含量居于第位。(2)赤铁矿的主要成分氧化铁中铁元素显价。Ⅱ.铁的冶炼(3)工业上把铁矿石和焦炭、石灰石一起投入高炉，主要反应过程如图：下列有关高炉炼铁的说法正确的是_______(填字母)。A．能用于炼铁的矿石中必须含有铁元素B．上述流程中①②均为吸热反应C．高炉炼铁的过程是通过置换反应得到铁D．实验室用一氧化碳还原氧化铁与工业高炉炼铁得到的产物不完全一样(4)实验室模拟工业炼铁原理如下：①写出A中玻璃管内反应的化学方程式。②写出B中试管内反应的化学方程式。③C处酒精灯的作用是。(5)CO与Fe2O3在不同温度下反应时，Fe2O3因失氧程度不同会生成其他铁的氧化物或铁单质。某同学改变温度后再次进行上述实验，加热一段时间后，取反应后的固体粉末，使用仪器测得粉末中铁元素和氧元素的质量比为5：2，据此推断其组成可能是_______(填字母)。A．FeOB．Fe3O4C．FeO和Fe3O4D．Fe3O4和Fe2O3(6)H2还原Fe2O3的过程相似，大致分为三个阶段。向2O3中不断通入H2，不断加热，实验测