金属的冶炼氢气还原氧化铜题型专练浙教版九年级上册科学

金属的冶炼氢气还原氧化铜题型专练一、单选题1．初中科学实验中，有许多涉及操作上的“先”与“后”的问题，如果把“先”与“后”顺序颠倒，就会影响实验效果或导致事故的发生。下列实验操作中“先”“后”顺序正确的是（）A．实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，应先加入过氧化氢溶液，再加入二氧化锰B．测未知溶液pH值，应先将pH试纸浸入待测溶液中，再与标准比色卡比较C．浓硫酸不慎溅到皮肤上，要先用大量清水冲洗，后用干布擦干，最后涂抹小苏打D．用氢气还原氧化铜时，应先通一段时间的氢气，后点燃酒精灯进行实验2．如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是（）A．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了更好地通入氢气B．该反应中氢气被氧化铜氧化，是还原剂C．装置中试管口应该塞一个塞子D．该实验装置可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验3．把三种无色气体组成的混合气体A，依次通过如图所示的连续装置：各装置内的现象是：B：出现白色浑浊，D：生成红色物质，E：白色变蓝，F：出现沉淀。根据上述现象可以判断在以下气体组成中，最可能是混合气体A的是（）A．CO2、H2、O2 B．N2、CO、H2 C．CO2、CO、O2 D．CO2、H2、CO二、填空题4．图为纯铜片A的系列变化，据图回答问题：（1）若方法1中的X物质为常见气体，且发生置换反应，则X是（填化学式）；（2）铜片A、铜片B、铜片C的质量分别为mA、mB、mC，其中方法1和方法2均完全反应，则mA、mB、mC5．如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。（1）实验时先通CO，在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为。（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是。三、实验探究题6．现有已部分锈蚀的生铁粉末(成分为碳、铁、氧化铁)，化学兴趣小组欲测定该生铁粉末在锈蚀前的含碳量以及锈蚀的程度，设计了如下探究过程。实验步骤一：取a克上述生铁样品放入一洁净干燥烧杯中，进行如下实验。(实验中所得滤渣是用蒸馏水洗涤、干燥后再进行称量。)实验步骤二：另取a克该生铁样品，进行如图所示实验，实验装置气密性良好。

A装置瓶中盛放的试剂是浓硫酸。实验结束后，C装置内浓硫酸的质量增加了克。实验步骤三：小组同学取实验步骤二中B装置硬质玻璃管内反应后所得全部黑色粉末进行了如下实验，所用装置和滤渣已略去。

（1）通过以上实验可得出，生铁中已锈蚀的铁的质量是g。有同学认为，由上述实验得出的已锈蚀的铁的质量可能存在误差，理由是。（2）实验小组取部分滤液乙于烧杯中，加入一定质量的镁粉，充分反应后过滤。将滤渣洗涤、干燥，所得滤渣的质量与加入钱粉的质量相等，则所取滤液乙中参加反应的两种溶质的质量比是(填最简整数比)。7．现有一份质量为m1的氧化铜样品，小金想要测定该样品中氧化铜的质量分数，进行了如图所示实验（样品中的杂质不参加反应）。（1）写出装置A中反应的化学方程式；（2）停止加热后，继续通CO的目的是。（3）完全反应后，甲同学称得装置B增重m2，则样品中氧化铜的质量分数为（用实验所得数据表示）；（4）小胡觉得该装置存在不足，请指出错误之处。8．某化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验，实验装置如图。实验时a中的固体由黑色变红色，b中的试管内产生气泡和白色沉淀。【查阅资料】氧化亚铜(Cu2O)是红色固体，能与稀硫酸发生如下反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O，铜离子在溶液中显蓝色。【提出问题】已知实验后a中的红色固体含有单质铜，是否还含有氧化亚铜(Cu2O)呢？【实验验证】取a中的红色固体少于量于试管中，加入稀硫酸溶液，试管中出现(填现象)，证明固体中确实含有Cu2O。【提出问题】木炭还原氧化铜产生的气体时什么？【设计实验】基于猜想3，根据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验（1）加热前要先通一段时间气体，原因是。（2）有两种实验现象都能分别证明产生的气体中含有CO；①且F装置中出现白色沉淀的现象；②E装置中出现的现象。9．如图所示为小明和小红做氢气还原氧化铜的相关实验。（1）小明用图甲装置还原氧化铜，观察到的实验现象是。（2）为什么实验结束之后要一直通入氢气直至试管冷却？。（3）小红设计了图乙的微型实验装置来还原氧化铜。微型滴管内装有稀硫酸，实验开始时应________（填字母）。A．先挤压滴管 B．先点燃酒精灯（4）写出图乙微型实验的一个优点：。10．两千多年前，我们的祖先经过长期实践，摸索出一套火法炼铜工艺，如图所示：（1）其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图甲、乙表示。[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。[设计方案]实验装置如图乙。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通一段时间氮气。方案一：从定性观察角度判断猜想①成立的实验现象是方案二：从定量计算角度判断。取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：反应前的质量反应后的质量A(玻璃管+固体)m1m2B+C(广口瓶+混合液)m3m4（2）若猜想②成立，则理论上(m4－m3)(填“<”“=”或“>”)(m1－m2)。（3）若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳的质量m的取值范围是g。（4）火法炼铜技术虽然在当时处于领先地位，但容易产生CO和SO2等污染性气体，西汉时期人们又发现湿法炼铜工艺。请用化学方程式表示湿法炼铜的原理：一般情况来看，金属的冶炼与金属的性质有关，如图是铁、铜、铝三种金属冶炼的先后顺序，则这三种金属的活泼由强到弱是：。11．小乐利用干燥的H2和CO混合气体，以及下图所示装置进行如下实验。实验一：验证H2和CO的还原性（1）装置的正确连接顺序是(按顺序书写字母，且每套装置限用一次)；能证明H2具有还原性的实验现象是。（2）有人质疑使澄清石灰水变浑浊的不一定是CO2，也有可能是CO或H2；因此提出CO和H2在与氧化铜反应前应先通入澄清石灰水加以检验。小乐认为从实验操作角度分析，没有必要补充上述检验，理由是。实验二：定量分析混合气体中H2和CO的质量比小乐在实验前后对B、C装置(硬质玻璃管和内部药品)进行了质量的测定，假设B、C装置中反应完全，则H2和CO的质量比为。装置实验前实验后BC12．如图为气体X（纯净物）与氧化铜反应制取铜的实验装置。回答问题：（1）在对A中氧化铜进行加热前，需要先通一段时间的气体X，其目的是。（2）若实验中，观察到A中黑色氧化铜粉末变红，B中无水硫酸铜无明显现象，C中澄清石灰水变浑浊，则通入的气体X为。（3）查阅资料得知：①气体X与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体；③Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。小乐为了探究反应所得红色固体的成分，进行了如下实验：实验操作实验现象实验结论步骤一取20g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸红色固体可能是氧化亚铜，也可能是铜和氧化亚铜步骤二将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量剩余红色固体质量为12g20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为13．木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史．某兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：a．气体产物可能是二氧化碳；b．气体产物可能是一氧化碳；c．气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合气体。（1）如果猜想a成立，写出气体产物通入澄清石灰水反应后的产物。（2）同学们设计了如图所示装置(铁架台已略去)，通过实验探究气体产物的成分。实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，C装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为。（3）有同学提出：从简约装置、节约实验药品的角度出发，上图装置可进行改进，去掉A、B、C装置，用如图所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分。请你写出其实验操作过程(写出操作步骤，不需要写出现象和结论)。14．用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应），同学们设计了以下实验装置，准确称取15克干燥样品进行实验．装置丙装置丁反应前48.8克161.2克反应后46.5克163.9克（1）在实验中，乙装置的作用是．（2）准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如右上表：小明根据装置丙减少的质量就是氧元素质量，求得氧化铜的质量为11.5克，纯度为76.7%．小丽想根据装置丁的质量变化进行计算，请帮小丽求出氧化铜样品的纯度（3）比较两种计算结果，请分析导致这一结果的原因可能是．A．装置的气密性不好B．空气中的水分被丁处浓硫酸吸收C．通入的氢气量不足D．空气中的二氧化碳被丁处浓硫酸吸收．15．某气体可能由CO、CO2、H2、HCl中的一种或几种组成，为研究其组成，某兴趣小组的同学按下列装置进行如下的实验（有些固定装置已经省去）。请回答：（1）若该气体中含有H2，则能观察到的实验现象是。（2）按上述装置进行实验，观察到A处没有明显现象，据此现象，你能确定气体中CO2的存在吗？若能，请说明理由。若不能，请你在不影响其他气体检验的前提下，对上述装置提一个简单的改进方案，使实验能确定CO2是否存在。（填“能”或者“不能”），理由或改进方案为。16．小毛在做木炭还原氧化铜实验时，发现试管中的澄清石灰水变浑浊，且有气泡不断冒出。于是对“木炭和氧化铜反应生成铜和二氧化碳”这一结论提出质疑：①木炭在高温下与试管内空气中的氧气反应也能产生二氧化碳，那么，澄清的石灰水变浑浊，不能说明二氧化碳一定是木炭和氧化铜反应产生的。②石灰水中不断有气泡冒出，不应该是二氧化碳。针对小毛的质疑，同学们进行了如下探究：[建立假设]石灰水中不断冒出的气体是CO。[查阅资料]CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。[设计实验并操作]⑴组装仪器，如图所示，检查装置的气密性；⑵在硬质玻璃管中装入一定比例氧化铜和木炭粉的混合物；⑶在B、C中均放入澄清的石灰水，且B.中石灰水保证足量，D中放入湿润的氯化钯试纸⑷先通入一会儿氮气，目的是；[现象记录]A.中的黑色固体逐渐变成光亮的红色；B.中澄清的石灰水变浑浊，D.中湿润的黄色氯化钯试纸变成蓝色。[得出结论]碳能与氧化铜反应产生二氧化碳的同时有一氧化碳生成。[反思]同学们对CO产生的原因进行了分析：原因一是木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO；原因二是反应C+2CuO高温__2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应，产生了[评价]从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理：。由此，同学们想到如图装置设计中存在缺陷，改进方法是。17．废铜的回收利用意义重大，我国提出废铜回收率要达到70%的目标。小明设计如下的实验回收含铜垃圾。实验步骤②，也可以用一氧化碳代替氢气，由此推测一氧化碳具有（）A．导热性 B．氧化性 C．导电性 D．还原性物质的性质决定用途。在上述流程中稀硫酸、铁屑的性质和对应的用途描述都正确的是（）物质性质用途A稀硫酸能与一些金属反应将铜转化为可溶的硫酸铜B稀硫酸能与某些金属氧化物反应将氧化铜转化为可溶的硫酸铜C铁屑金属活动性比铜弱置换硫酸铜中的铜D铁屑密度比铜小置换硫酸铜中的铜A．A B．B C．C D．D四、解答题18．在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10克。（所含杂质不参加反应）（1）该实验利用了一氧化碳的性。（2）甲同学的方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，利用m1−m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1−m2的值是指的质量。（3）乙同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克，待反应完全后再次称量，质量为克。请你计算样品中氧化铜的质量分数。19．小明查阅资料发现：氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜组成的混合物。氧化亚铜也呈红色，从颜色上与金属铜难以辨别，但氧化亚铜能与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水。小明对反应产物的变化情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为克的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原不同时间并检测固体中氧化亚铜的质量。（1）如得到的固体产物是铜和氧化亚铜，加入稀硫酸的现象是。（2）在加热氧化铜前，需先通一段时间的氢气，图甲中通入氢气的导管末端应位于试管（选填“①”、“②”或“③”）处。（3）在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中氧化亚铜的质量（m），结果如图乙所示。为确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少，可采取的措施是。（4）小明对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：经历2CuO+H2Δ__Cu2O+H2O，H2+Cu2OΔ__2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。试根据图乙所示的数据分析，假设是否合理，并说明理由20．2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》（如图甲）。（1）《千里江山图》色彩艳丽，璀璨夺目，这与所用矿石颜料赭石（主要成分为Fe2O3，）有关。我国早在春秋战国时就开始利用赭石炼铁，主要反应原理是Fe2O3+3CO（2）高温中属于的置模拟炼铁。A为尾气处理装置，它具备吸收CO2与收集CO的功能，请画出两根导管a、b在瓶A中的部分。（请在答题卡的指定位置作图。）（3）丙图是玻璃管中氧化铁的质量随时间变化的趋势图，请画出生成铁的质量随时间变化的图像和坐标。（请在答题卡的指定位置作图。）

（4）实际生产中工厂常用100吨含Fe203的质量分数为80％的铁矿石炼铁，求可提炼出含铁的质量分数为96％的生铁多少吨？（计算结果保留一位小数）21．钢铁的使用是人类文明和进步的重要标志。某钢铁公司用500吨含氧化铁（Fe2O3）64%的赤铁矿石进行炼铁，高炉炼铁的原理为3CO+Fe2O3高温__2Fe+3CO（1）铁矿石中氧化铁的质量为吨；（2）这些矿石理论上能炼得铁多少吨？（写出简明的计算过程）22．某科学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们称取了13.6g固体样品，用图a所示的装置继续实验，测定的部分数据如图b所示。

（1）请写出玻璃管内发生的化学方程式。（2）固体样品中氧化铁的质量是克。23．为测定含杂质（杂质不参加反应）的氧化铜样品中氧化铜的质量分数。小柯同学取了10克氧化铜样品利用下图所示装置进行了实验，并分别称量了部分装置反应前后的质量情况，得到下表中的两组数据：反应前完全反应后A组玻璃管和固体物质的质量共克玻璃管和固体物质的质量共克B组U形管和其中物质的质量共克U形管和其中物质的质量共克请回答下列问题：（1）小柯分析后决定用A组数据进行计算，且得出A组中玻璃管和固体物质反应前后减少的质量是元素的质量，并计算得出样品中氧化铜的质量为；（2）小柯不选择“B组”实验数据来计算样品中的氧化铜的质量分数，原因是；（3）若要使两组数据计算得到的结果一样，应将图中装有(写试剂名称)的E装置连接在图中A和B装置之间。24．小菁为了探究某冶炼厂赤铁矿石中氧化铁的质量分数，设计了如图所示的装置进行实验，测得赤铁矿石中氧化铁的质量分数为80%。（1）现炼铁厂利用该赤铁矿石5000t，理论上可炼出纯铁多少吨？（2）在利用如图装置进行实验时，小菁得到如下两组数据（杂质不参加反应）你认为他应该选用了（填“A”或“B”）组数据来计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数；结合装置图回答他不选用另一组数据计算可能的原因。（写出一点即可）反应前反应后A组玻璃管和赤铁矿石样品的质量m1g玻璃管和固体物质的质量m2gB组烧杯和澄清石灰水的质量m3g烧杯和烧杯中物质的质量m4g

答案解析部分1．D2．B3．D4．（1）H2（2）mA=mB＞mC5．（1）排尽玻璃管中的空气，防止CO和空气加热时混合发生爆炸（2）收集CO，防止污染空气6．（1）；碳具有还原性，可能在步骤二中与氧化铁反应（2）57：49或49：57解析：（1）由步骤二通入氢气后，C装置内浓硫酸的质量增加了克，即氢气与氧化铁反应生成克水，设氧化铁质量为x3H2+Fe2O3=∆2Fe+3H2O

160：54=x：，则生铁中已锈蚀的铁的质量是1.6g×112160=1.12g，因生铁中含有碳，碳具有还原性，可能在步骤二中与氧化铁反应，所以利用生成水的质量计算锈蚀铁的质量会有误差；（2）滤液乙溶质为硫酸亚铁和硫酸，加入镁粉，镁与硫酸和硫酸亚铁反应，则设硫酸质量为m，硫酸亚铁质量为n，生成铁的质量为a，与硫酸亚铁反应的锌的质量为b，与硫酸反应的锌的质量为c

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

2498

cm

Mg+FeSO4=MgSO4+Fe

2415256

bna则c＝24m所得滤渣质量与加入锌粉质量相等，即56n152＝24m98+24n152，解得m7．（1）CO+CuOΔ__Cu+CO（3）20m2/11m1（4）缺少尾气处理装置（3）装置B增重m2，即生成二氧化碳质量为m2，设样品中氧化网速质量分数为x

CO+CuOΔ__Cu+CO2

8044

m18．（1）排净试管中的空气，防止加热时发生爆炸（2）C装置的澄清石灰水不变浑浊；黑色粉末变红9．（1）黑色固体变成红色，试管口出现小水珠（2）防止铜重新被氧化成氧化铜（3）A（4）节约药品（合理即可）10．（1）B不变浑浊，D处气体燃烧；A中质量减少，B中质量不增加（2）=（3）或0.6>m>0.3)（4）Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；Al>Fe>Cu解析：（3）4g氧化铜中氧元素质量为4g×1680=0.8g，克氧元素全部生成一氧化碳，则碳元素质量为0.8g÷1628×1228=0.611．（1）CBAD；C中黑色粉末变红，B中白色粉末变蓝（2）在实验开始阶段需要先通一段时间的H2和CO混合气体，此时可观察到A装置中的澄清石灰水不变浑浊，则可排除CO或H2使澄清石灰水变浑浊；1：1412．（1）排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸（2）CO（3）溶液变为蓝色，红色固体部分溶解；7：18解析：将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量，剩余红色固体质量为12g，设原来铜的质量为x，则生成铜的质量为12gx，氧化亚铜质量为20g－x

Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O

14464

20g－x12gx144：64=(20g－x)：(12gx)

，20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为：＝7：18.13．（1）CaCO3（2）二氧化碳和一氧化碳的混合气体（3）开始时缓缓通入气体产物，观察现象；过一段时间后再