2023年中考化学一轮复习：生铁的冶炼

考点28生铁的冶炼

.命题趋势

该考点的命题主要是通过创设相关实验、问题情景或图表信息等，来考查学生对铁的冶

炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物的理解或掌握情况，以及对金属元素的存在及

常见的金属矿物、金属冶炼的原理、氧化还原反应、常用的还原剂、碳和碳的氧化物的化学

性质、石灰石的化学性质、化学方程式的书写、质量守恒定律、含杂质物质的化学反应的计

算、环境的污染、酸雨的产生等相关问题的分析、推断、表达的能力和对知识的迁移能力等；

并且，经常将其与这些相关知识等关联起来，进行综合考查。铁的冶炼是历年来中考命题的

热点；命题方式是根据碳和碳的氧化物的化学性质、石灰石的化学性质、氧化还原反应的原

理、常用的还原剂、酸雨的产生、化学方程式的书写、质量守恒定律、含杂质物质的化学反

应的计算等来分析、推断、探究、选择或解答有关铁的冶炼原理、原料、设备、涉及的反应、

和产物及其有关计算等实际问题，或者是反过来考查，或者是对所给的有关铁的冶炼的某些

表达进行科学地判断等等。题型有选择题、填空题、实验探究题。

国考查重点

1.一氧化碳还原氧化铁

2.金属的锈蚀与防护

3.含杂质物质的相关计算

重点考向

考向一、金属在自然界中的存在形式

1.存在形式

金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数极不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，

其余都以化合物形式存在。

2.几种常见的金属矿石及主要成分

赤铁磁铁黄铁菱铁辉铜铝土

名称黄铜矿

矿矿矿矿矿矿

主要成分

FezChFesO4FeS2FeCO3CuFeS2Cu2sA12O3

◎跟踪训练

1,下列矿石冶炼时产生的物质会污染空气且能形成酸雨的是（）

A.赤铁矿（Fe2O3）B.黄铁矿（FeS2）

C.菱铁矿（FeCO3）D.磁铁矿（Fe3O4）

【答案】B

【解析】污染空气且能形成酸雨的主要气体有二氧化硫、二氧化氮和三氧化硫。根据化学反

应中元素种类是不变的，所以矿石中要含有硫元素或氮元素，才能产生形成酸雨的气体。故

选瓦

2.“绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应关注。从效益与环保角度最不适宜炼铁的

是（）

A.赤铁矿（Fe2O3）B.磁铁矿（Fe3O4）

C.黄铁矿（FeS2）D.菱铁矿（FeCO3）

【答案】C

【解析】

A、赤铁矿炼铁后生成铁和二氧化碳，不会污染空气；

B、磁铁矿炼铁后也生成铁和二氧化碳，不会污染空气；

C、黄铁矿炼铁后会生成铁和二氧化硫，二氧化硫会污染空气；

D、菱铁矿炼铁后也生成铁和二氧化碳，不会污染空气。

故选C。

3.科学实践活动为同学们创设了独立思考和实践的机会.请回答：

(1)晓兰参观中国地质博物馆，看到了许多矿石标本，其中的4种矿石及其主要成分如下：

A.赤铁矿B.孔雀石C方解石D.辉铜矿

(；

(FeiOj)[CU2(OH);CO3](CaCO;)CuS)

①上述矿石标本的主要成分中，所含元素种类最多的是―(填字母序号1

②她根据辉铜矿的主要成分，推测以辉铜矿为原料，可制得含铜元素或含硫元素的产品,

她的依据是化学反应前后—不变。

③她依据化学式计算出CU2(OH)2c03的相对分子质量为222,计算式为。

(2)参观结束时，老师进行了小结，并就金属冶炼和金属回收再利用提出了两个问题，请

同学们用化学方程式作答。

①工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁的原理是—。

【答案】

(1)①B②元素种类；64x2+16x5+1x2+12x1;

(2)①3co+Fe2O3/2Fe+3co2；

【解析】

(1)①根据主要成分的化学式来分析；②根据质量守恒定律来分析；③相对分子质量就是

化学式中各原子的相对原子质量的总和；(2)①氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成

铁和二氧化碳.

考向二、生铁的冶炼

1.一氧化碳还原氧化铁

(1)实验装置。

(2)实验步骤：①检查装置的气密性；②装入药品并固定装置；③向玻璃管内通入CO气

体；④加热氧化铁；⑤停止加热；⑥停止通入CO气体。

(3)实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。

(4)化学方程式：①3CO+Fe2O3驾2Fe+3cCh(硬质玻璃管中);

②Ca(OH)2+CO2=CaCO31+H2O(试管中)；

③2co+02蟹2co2(酒精灯处)。

(5)实验结论：红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁。

2.工业炼铁

(1)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。

(2)冶炼原理：在高温下，利用炉内反应产生的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。

(3)设备：高炉(如图)

铁矿石、焦葵、石灰石

翁新铲体

13C0+F2蟹、

/2FC+3CO,\

/开始生成生破

形成炉渣

(co2+c^co

进风口\o2+C蛾/

热空电口

□

出铁口/F--丁

(4)炉内的主要反应

①产生CO:

C+O2^CO2,CO2+C=2COO

②在高温下用还原剂co把铁从铁矿石中还原出来：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2o

(1)实验操作分析。

①先通C。的目的：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。

②实验完毕后继续通入co直到玻璃管冷却的目的：防止氧化铁还原成的铁粉在较高温度下

被重新氧化。

③尾气处理：因为co有毒，所以尾气中的co气体要经过点燃处理或收集备用，防止污染

空气。

(2)产物检验：可以用与盐酸反应的方法，若有气体生成，说明有铁生成。

《口识拓展

1.熟记和理解铁的冶炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物及其相关知识等。

2.根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅

读、分析题意等，联系着生活实际，细心地进行探究、推理。

望方法技巧

1、焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度；

2、石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去；

3、高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。

4、一氧化碳还原红棕色的氧化铁，得到黑色粉末-还原性铁粉，铁的形状不同颜色有

差异。在用一氧化碳还原铁矿石的实验过程中，要特别注意在加热前必须将管内空气排尽,

尾气要进行处理才能排放。注意观察装置中的加热仪器不同，一个是酒精灯，一个是酒精喷

灯，一氧化碳还原铁矿石的反应条件是高温。

⑥跟踪训练

1,下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是()

A.硬质玻璃管中红色固体变为银白色

B.用燃着的酒精灯可防止CO污染空气

C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3

D.实验结束后先移去酒精喷灯，继续通C。直至硬质玻璃管冷却

【答案】A

【解析】A.一氧化碳还原氧化铁，红色的氧化铁被还原成黑色铁粉而不是银白色。故A符

合题意；

B.没有参加反应的一氧化碳直接通入空气中会造成空气污染，所以可以用一只燃着的酒精

灯将一氧化碳燃烧掉。故B不符合题意；

C.赤铁矿颜色是红色的，因为其主要成分氧化铁为红色固体。故C不符合题意；

D.实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却，目的是让还原出来的铁

粉在一氧化碳气流中冷却。如果先停止通一氧化碳，后移去酒精喷灯，还原的铁粉又会与空

气中的氧气反应。故D不符合题意。

故选A。

2.实验室用下图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（）

B.氧化铁发生了氧化反应

C.红棕色粉末逐渐变黑

D.实验结束时，先停止通CO,再停止加热

【答案】C

【解析】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4,不符合题意；

B、氧化铁被CO夺取了氧，发生了还原反应，不符合题意；

C、在做一氧化碳还原氧化铁的实验过程中，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，会观

察到红棕色粉末逐渐变黑，符合题意；

D、实验结束时，先停止加热，再停止通CO,防止生成的铁被再次氧化，不符合题意。故

选C。

3.生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿（主要成分是Fe2O3,还含少量SiO2等杂质）冶

炼生铁的过程如图：

赤铁矿、焦炭、石灰石（主要成分CaCCh）

］L高炉气体（主要成分N2、co、CCh和S6）

空气一|高炉|＞炉渣［主要成分硅酸钙（CaSiOs）］

」生铁

回答下列问题：

（1）生铁属于材料（填“合成”或"金属'『'高炉气体”中的

（填化学式）会导致酸雨。

（2评殳烧”时:

①生成CO的反应之一为C+CO2=2CO,该反应属于________________反应（填

基本反应类型X

②用化学方程式表示利用CO炼铁的原理_________________________________。

③CaCCh和SiO2固体在高温条件下发生反应，生成C02气体和CaSiO3,该反应的

化学方程式为»

（3）生活中铁制品锈蚀的过程，实际上是Fe与空气中

一等发生化学反应的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是________________（填

标号I

A.涂油、喷漆B,镀耐腐蚀的铭层

C.用盐水清洗D.久置于酸性环境

【解析】(1)生铁是铁的合金，属于金属材料；二氧化硫气体，会造成酸雨。

(2)①C+CCh誓2co,反应中由两种物质生成一种物质，属于化合反应。

=:日

②co炼铁的原理是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O3=

2Fe+3co2。

③CaCCh和Si02固体在高温条件下发生反应，生成C02气体和CaSiO3,反应的化学方程式

为CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2To

(3)铁的锈蚀实质是Fe与空气中水、氧气等发生化学反应的过程。防止铁制品锈蚀就是将

铁制品与水、氧气隔离，可用涂油、喷漆、镀耐腐蚀的路层等方法防锈；用盐水清洗、久置

于酸性环境会加速铁的锈蚀。

【答案】(1)金属S02

(2)①化合

②3co+Fe2O3雪2Fe+3cCh

③CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2T

(3)水、氧气AB

考向三、含杂质物质的计算

1.计算公式

该物质的质量

(1)混合物中某物质的质量分数=-------------xl00%=l-杂质的质量分数

混合物的总质量

(2)某物质的质量=混合物的总质量x该物质的质量分数

某物质的质量

(3)混合物的总质量=,

该物质的质量分数

2.计算步骤

(1)将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量；

(2)将纯净物的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。

⑥跟踪训练

1.用lOOOt含有氧化铁80%的赤铁矿石理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是)

A.560tB.571tC.577tD.583t

【答案】c

【解析】设理论上可炼出含铁97%的生铁质量为x

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

160112

1000tx80%97%x

1601000tx80%

112=~97%x

x-577t

故选C。

2.充分地烧20t含碳酸钙80%的石灰石，可制得含杂质的生石灰的质量为()

A.8.96tB.11.2tC.10tD.12.96t

【答案】D

【解析】设充分燃烧可放出二氧化碳的质量为x

CaCO3=CaO+CO2T

10044

20tx80%x

10020680%

~44=­x-

x=7.04t

可制得含杂质的生石灰的质量=20t-7.04t=12.96t

故选D.

【分析】根据碳酸钙燃烧分解生成氧化钙和二氧化碳的化学方程式，可由碳酸钙质量计算出

放出二氧化碳的质量，再利用质量守恒定律，石灰石质量减去放出的二氧化碳气体，即得含

杂质的生石灰的质量.

3.现有384t含Fe2O380%赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为()

A.320tB.224tC.2061D.112t

【答案】B

【解析】384吨含Fe2C)380%的赤铁矿石中含Fe2O3的质量=384吨%80%=307.2吨

307.2吨Fe2O3中含Fe元素质量=307.2吨x70%=215.04吨

则含铁96%的生铁的质量=215.04吨—96%=224吨

观察选项，故选B.

【分析】根据冶炼过程中铁元素的质量不变，利用赤铁矿的质量计算可炼出生铁的质量.

考向四、金属的锈蚀与防护

1,铁制品的锈蚀

(1)条件：与空气中的氧气和水同时接触。

(2)铁锈：主要成分是FezChfHzO,结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续被锈蚀。

(3)钢铁的纯度、温度、湿度和酸碱性等也是影响钢铁锈蚀的因素。

2.防止铁生锈的常用方法

(1)干：保持铁制品表面洁净和干燥。

(2)膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在杯子

表面烧涂搪瓷等。

(3)镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀珞等。

(4)烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。

(5)改：改善金属的本质，制成合金，如在铁制品中加入银、铭制成不锈钢，可以增强耐

腐蚀性能。

3.保护金属资源

金属资源是有限的而且不可再生

必要性\废旧金属的随意丢弃造成资源浪

'〔费和环境污染

保护金属资源，（阻止金属的锈蚀

〔三“9,回收利用废旧金属

有效途径^

有计划、合理地开采

、寻找金属的代用品

心口识拓展

1.金属腐蚀注意的问题

①铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色，具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁

制品表面的锈如果不及时除去，会加快生锈的速度；

②高温时或在盐水环境中，铁生锈的速度也会加快。用过的菜刀或炒完菜的铁锅上

的水没擦干净，过一晚上会生锈，就是这个缘故。

2.日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由

金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材

料。

型方法技巧

1、铜生锈需要铜与水、氧气、二氧化碳同时接触。生成碱式碳酸铜（铜绿CU2（OH）2CO3）

2、铁生锈和铁燃烧的实质都是氧化反应，但铁燃烧时剧烈的氧化反应而铁生锈是缓慢

氧化，反应产物铁锈是红色的，而四氧化三铁是黑色的。

⑥跟踪训练

1.如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后下

列推断正确的是（）

干

燥

空

气

会锈蚀

钉一样

管中铁

A.b

液面低

R端

面比

端液

B.L

关

水都有

气、

与空

锈蚀

明铁

能说

该实验

C.

蚀

铁的锈

能加快

食盐水

水改为

管中的

若将a

D.

】D。

【答案

；

错误

，故A

锈蚀

不会

，所以

接触

与水

钉不

中铁

b管

】A、

【解析

误；

B错

高，故

端液面

于R

面高

端液

致L

而导

小，从

也减

，压强

减少

氧气

中的

因为a

B、

误；

C错

关，故

水有

蚀与

铁锈

说明

实验

C、该

确。

D正

蚀，故

的锈

快铁

能加

盐水

为食

水改

中的

将a管

D、若

）

（

的是

铁锈

产生

容易

面最

钉表

中，铁

环境

下列

2.

中

的空气

在潮湿

B.

盐水中

没在食

部分浸

A.

中

植物油

浸没在

D.

中

的空气

在干燥

C.

】A。

【答案

铁的锈

能加快

类物质

，而盐

生锈

发生

存，会

时共

，水同

氧气

，铁与

气中

的空

潮湿

】在

【解析

。

的是A

铁锈

产生

容易