5.2金属矿物铁的冶炼（B练）-2021-2022学年九年级化学上册课时过关提优AB练

B练素养提升综合拓展真题再现第五章B练素养提升综合拓展真题再现第二节金属矿物铁的冶炼（建议时间：45分钟）素养提升1．下列有关金属或合金的说法中，正确的是A．钢是一种化合物 B．生铁和钢的性能完全相同C．黄铜的硬度比纯铜的硬度大 D．在自然界中所有金属都以化合物的形式存在【答案】C【详解】A、钢是铁合金，属于混合物，故错误；

B、生铁硬而脆易断，钢较硬有良好的延展性和弹性，故错误；

C、黄铜是铜合金，其硬度大于纯铜，故正确；

D、在自然界中少数不活泼金属以单质形式存在，如金、银等，故错误；

故选：C。2．钢铁含有较多硫、磷会不利于加工。据此分析，下列炼铁时不宜直接采用的矿石是A．赤铁矿(Fe2O3) B．磁铁矿(Fe3O4) C．菱铁矿(FeCO3) D．黄铁矿(FeS2)【答案】D【详解】黄铁矿(FeS2)中含有硫，会使钢铁含有较多硫会不利于加工，故选：D。3．高炉炼铁的主反应为。下列有关说法正确的是A．该反应既是氧化还原反应又是置换反应B．CO由焦炭和焦炭燃烧所得的CO2反应产生C．所得产物为生铁，含碳量比钢低D．高炉尾气对环境无影响，可直接排放【答案】B【详解】A、反应中CO得氧变成CO2发生氧化反应，Fe2O3失氧变成Fe发生还原反应，所以这个反应是氧化还原反应；置换反应指由一种单质和一种化合物反应，生成另外一种单质和一种化合物的反应，由于反应的反应物中没有单质，该反应不属于置换反应，不符合题意；B、焦炭燃烧放热，提高炉温，反应为：；并转化成CO，反应为：，符合题意；C、生铁中的含碳量为2%～4.3%，钢中的含碳量为0.03%～2%，故生铁的含碳量比钢高，不符合题意；D、高炉尾气中含有一氧化碳等有害气体，对环境有危害，不能直接排放，不符合题意。故选B。4．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【详解】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B。【点睛】根据空气质量日报，空气污染性气体包括二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳等，其中形成酸雨的主要有二氧化硫和二氧化氮。5．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。6．根据下列实验装置图，以下说法中错误的是（）A．a处固体由黑色逐渐变为红棕色B．反应过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊C．CO有毒，通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气D．该实验可验证CO的还原性【答案】A【详解】A、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故看到的现象为玻璃管中红色固体变为黑色，故A说法错误；B、该反应有二氧化碳生成，则试管b处澄清的石灰水变浑浊，故B说法正确；C、尾气中可能有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以一定要进行尾气处理，一氧化碳具有可燃性，通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气，故C说法正确；D、一氧化碳夺取氧化铁的氧，故一氧化碳还原氧化铁实验可验证CO的还原性，故D说法正确。故选A。7．如图是工业炼铁示意图，回答下列问题：(1)炼铁厂使用的炼铁设备叫_____________；(2)炼铁时的还原性气体的化学式为_____________；(3)炼出的生铁含碳量一般在_____________范围内；(4)炼铁时使用石灰石，目的是除去矿石中的(填化学式)____；(5)炼铁时，炉内的热量是来自于_________能转化而来。【答案】高炉CO2%~4.3%SiO2化学【详解】(1)炼铁厂使用的炼铁设备叫高炉；(2)铁矿石炼铁是把铁矿石、焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，炼铁时的还原性气体的化学式为CO；(3)炼出的生铁含碳量一般在2%~4.3%范围内；(4)石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣，炼铁时使用石灰石，目的是除去矿石中的SiO2；(5)炼铁时，炉内的热量是来自于木炭燃烧放热，来自于化学能转化而来。8．赤铁矿是一种常见的铁矿石，赤铁矿主要成分是_____________。在高温条件下用碳还原赤铁矿冶炼成铁，同时产生、混合气体，此混合气体中碳的质量分数为40%，请写出该反应的化学方程式___________________。【答案】氧化铁（或Fe2O3）【详解】赤铁矿的主要成分是氧化铁（或Fe2O3）。设生成的气体中，CO的质量为x，CO2的质量为y。则根据产生的混合气体中，碳元素的质量分数为40%，可以得出：，解得：。则可以推测出，当生成44g的二氧化碳和196g的一氧化碳时，其混合气体中碳元素的质量分数为40%。则可以分析出，8个碳还原3个氧化铁，生成1个二氧化碳和7个一氧化碳分子和6个铁。故答案为：氧化铁（或Fe2O3）、。9．同学们利用如图所示微型实验装置制取CO，然后用CO还原Fe3O4并检验气体产物。已知甲酸（HCOOH）具有挥发性，在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和另一种氧化物，该反应的化学方程式为_____；位置3处NaOH固体的作用是_____；本实验存在一处明显缺陷，请给出优化建议_____（写出一点即可）。【答案】吸收生成的水蒸气和甲酸将尾气点燃或用气球收集10．一氧化碳不仅可作燃料，还能作化工原料。（1）浴室内不能安装直排式燃气热水器以防CO中毒，CO有毒的原因是__________。（2）如图是实验室利用CO具有还原性还原氧化铁的装置示意图。请写出CO具有还原性还原氧化铁反应的化学方程式：_________。澄清石灰水检验生成物的原理是_________（用化学方程式表示）。（3）试从微观的角度分析CO和CO2化学性质不同的原因_________。【答案】一氧化碳极易与血红蛋白结合，造成人体缺氧分子的构成不同【详解】（1）浴室内不能安装直排式燃气热水器如果燃气燃烧不充分会生成CO，一氧化碳极易与血红蛋白结合，造成人体缺氧；（2）一氧化碳和氧化铁高温下生成铁和二氧化碳：；二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水：；（3）分子是保持物质化学性质的最小粒子；一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，CO和CO2化学性质不同的原因分子的构成不同。11．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）反应：①Fe2O3+3CO2Fe+3CO，②Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是_____，用于高炉炼铁的原理是_____（填序号）。（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是_____。（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是_____。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是_____。（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是_____。将钢锭轧成钢板，体现了金属的_____性。（5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式：_____。【答案】②①增大反应接触面积，加快反应速率N2+4使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量延展Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O【详解】（1）一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应，故属于置换反应的是②；高炉炼铁是利用一氧化碳还原氧化铁，故选①；（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率；（3）空气的主要成分是氮气和氧气，但氮气不参与炼铁的反应，故热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是N2；CaSiO3中Ca显+2价，O显2价，根据化合物中各元素代数和为0，则Si的化合价为0（2）×3（+2）=+4；（4）生铁中含有较多的碳，碳与氧气能反应生成二氧化碳，故炼钢炉中，通入纯氧的目的是使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量；将钢锭轧成钢板，体现了金属的延展性；（5）硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水，化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O。12．某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如图所示：（1）若先给氧化铁加热，再通入一氧化碳，可能产生的后果及原因是______。（2）写出中发生反应的化学方程式：______。（3）装置中产生的现象可判断反应是否开始发生，则中的试剂是______，反应的化学方程式为______。（4）装置的作用是______。（5）装置收集气体的方法叫作______（因为一氧化碳______于水）。【答案】（1）发生爆炸，其原因是可燃性气体（一氧化碳）和助燃性气体（氧气）混合加热可能发生爆炸（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2（3）澄清石灰水CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O（4）收集尾气（5）排水法难溶13．某炼铁厂用含杂质20%的赤铁矿（主要成分是氧化铁）冶炼生铁,求3500t这种矿石可炼出含铁98%的生铁的质量是多少?【答案】解：设3500t这种矿石可炼出含铁98%的生铁的质量为xx＝2000t答：3500t这种矿石可炼出含铁98%的生铁2000t14．钛（Ti）被称之为“未来金属”，与人骨相容性好，且制成的钛合金有形状记忆功能。一定条件下，钛可由四氯化钛（TiCl4）和金属镁反应而制得，化学方程式为：。现有760kg含杂质20%的四氯化钛（杂质不含钛元素），求理论上可生产金属钛的质量。【答案】153.6kg【详解】解：四氯化钛的含量：120%=80%，设可生产金属钛的质量为x。解得x=153.6kg答：可生产金属钛153.6kg真题再现1．（2021·山东潍坊）《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。有关说法正确的是A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素B．“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为Fe2O3）能溶于水C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了化学变化D．“锤锻成钢”：生铁高温锻打成钢，碳元素含量升高【答案】C【详解】A、铝元素是地壳中含量最高的金属元素，铁元素不是地壳中含量最高的金属元素，故A错误；B、铁矿石（主要成分为Fe2O3）难溶于水，故B错误；C、冶炼铁的过程中有新物质铁生成，发生了化学变化，故C正确；D、生铁高温锻打成钢，碳与空气中的氧气反应生成二氧化碳，碳元素含量降低，故D错误。故选C。2．（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（）O2CO2COFeA．X可以是木炭B．X与CO都具有氧化性C．③反应后的尾气可直接排放D．Y中铁元素以游离态存在【答案】A【详解】A、碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，木炭的主要成分是碳，可以是木炭，故选项说法正确。B、碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，故选项说法错误。C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，反应后的尾气不能直接排放，故选项说法错误。D、Y是氧化铁，铁元素以化合态存在，故选项说法错误。故选：A。3．（2021·内蒙古呼伦贝尔·中考真题）金属材料广泛应用于生产、生活中。（1）我国高铁飞速发展，下列高铁列车部件的主要材料属于金属材料的是___________（填字母）。A．合金车体B．塑料小桌板C．涤纶座套（2）自行车支架表面的一层漆可以隔绝空气中的氧气和___________，从而防止其生锈。（3）工业炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁发生反应，其化学方程式为___________。【答案】A水蒸气【详解】（1）A、合金车体属于金属材料，符合题意；B、塑料小桌板，塑料属于有机合成材料，不符合题意；C、涤纶座套，涤纶属于有机合成材料，不符合题意；答案：A；（2）铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，自行车支架表面的一层漆可以隔绝空气中的氧气和水蒸气，从而防止其生锈；（3）工业炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁发生反应，一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：。4．（2021·辽宁沈阳·中考真题）金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。（1）如图1是铝的原子结构示意图。下列说法不正确的是______。A．铝原子的质子数为13B．在化合物中铝通常显价C．铝是地壳中含量最多的元素D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性（2）向AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉并充分反应，过滤得滤渣和滤液。①加入一定量的锌粉后，一定发生的反应的化学方程式为______。②往滤渣中加盐酸，发现有气泡产生，则反应后滤渣中一定有的是______，滤液中一定含有的溶质是______，一定不含有的溶质是______。（3）如图2是工业炼铁示意图。其中，焦炭的作用是燃烧提供能量和______；有铁生成的化学方程式为______。【答案】C锌、银和铜硝酸锌硝酸铜和硝酸银制取CO【详解】（1）A、由原子结构示意图可知，铝原子的质子数为13，故正确；B．铝原子最外层有3个电子，在化学反应中易失去最外层的3个电子，所以在化合物中铝通常显价，故正确；C．铝是地壳中含量最多的金属元素，故错误；D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性，故正确。故填：C；（2）①在金属活动性顺序中，锌氢铜银，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，如果锌还未完全反应，则与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，故一定发生的是：；②往滤渣中加盐酸，发现有气泡产生，说明锌有剩余，则硝酸银中的银、硝酸铜中的铜已被完全置换出来，滤渣中有锌、银和铜；滤液中存在硝酸锌，不含硝酸铜和硝酸银；故填：锌、银和铜；硝酸锌；硝酸铜和硝酸银；（3）因为焦炭燃烧放出大量的热，给炼铁提供热量，同时碳燃烧生成二氧化碳，碳再与二氧化碳反应生成一氧化碳，所以还可制取一氧化碳，一氧化碳再作为炼铁的还原剂；赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳；故填：制取CO；。5．（2021·湖北鄂州·）某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：（1）装置A的作用是___________。（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是___________。（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。A．足量的氢氧化钠浓溶液B．浓硫酸C．水（4）写出尾气处理的一种方法：___________。【答案】检验原气体产物中是否含有二氧化碳A将尾气点燃（或进行收集等）【详解】（1）装置A的作用就是检验混合气体中有二氧化碳的存在，因为二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊；（2）氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学反应方程式为：；（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，原气体是一氧化碳和二氧化碳的混合气体，除去一氧化碳中的二氧化碳，所以需要氢氧化钠与二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，留下一氧化碳与氧化铁反应；（4）如果反应不完全，尾气里面会有一氧化碳，不能直接排入空气，因为一氧化碳有毒，所以需要将尾气点燃或进行收集等，禁止排入空气即可；故答案为：（1）、检验原气体产物中是否含有二氧化碳；（2）、；（3）、A；（4）、将尾气点燃（或进行收集等）。【点睛】本题考查一氧化碳和二氧化碳气体的鉴别和除杂，牢记实验要求，结合气体的性质进行解答。6．（2021·江苏连云港）在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。(1)“焦炭炼钢”是先将铁精矿(Fe2O3)和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，_______夺取了Fe2O3里的氧，将铁还原出来。②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万