拓展3金属冶炼

一、金属资源概述1、少数很不活泼的金属以单质形式存在，如金、银等。2、绝大多数金属以化合物形式存在，如Fe、Cu、Al等。3、常见的金属矿石及其主要成分金属矿石赤铁矿黄铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿主要成分Fe2O3FeS2FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S4、我国矿物储量居世界前列。5、人类每年要提取数以亿吨的金属用于工农业生产和其他领域，其中提取量最大的是铁。二、铁的冶炼1、实验室：一氧化碳还原氧化铁（实验仪器：酒精喷灯、直玻璃管、试管、玻璃导管、铁架台、胶塞、酒精灯）实验现象：A处B处C处实验现象红棕色粉末逐渐变成黑色澄清石灰水变浑浊产生蓝色火焰化学方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2实验注意事项：（1）先通入CO一会儿，再给氧化铁加热；原因：排尽装置中的空气，防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸。（2）停止加热，继续通人CO至玻璃管冷却；原因：防止生成的热的铁被空气再次氧化。（为减少CO的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用弹簧夹将硬质玻璃管两侧的导管关闭，使铁在密闭装置中冷却）（3）尾气处理：①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。（4）酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）（5）澄清石灰水的作用：检验生成的二氧化碳。3、装置改进优点：节约药品优点：双管集气瓶既可以检验并吸收二氧化碳，还能收集多余的一氧化碳优点：节约能源，减少空气污染4、工业上炼铁设备：高炉（1）炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气（2）反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）焦炭的作用：=1\*GB3①提供热量（C+O2CO2）；=2\*GB3②生成CO（C+CO22CO）（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）（4）石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。（5）生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。（6）高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等；（7）处理方法：收集后集中处理，或工业生产中常用于制煤气。1、实验室用CO还原Fe2O3,实验前为什么先通一氧化碳？答：为了排净装置中的空气，防止加热时发生爆炸。2、实验室用CO还原Fe2O3时，如何处理尾气？答：尾气中含有一氧化碳要点燃或收集再利用。3、工业炼铁的实质是什么？答：利用一氧化碳的还原性，把铁从化合物中还原出来。4、高炉炼铁得到的产物是纯净物吗？答：不是。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。1、如图是模拟工业炼铁的实验，下列叙述正确的是()A．甲中的反应体现了CO具有氧化性B．甲中硬质玻璃管内红色固体变为银白色C．用乙装置可防止液体倒吸和防止CO污染空气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【答案】D【解析】A、甲中反应为一氧化碳与氧化铁在高温条件下下反应生成铁和二氧化碳，该反应体现了CO具有还原性，故选项A错误；B、一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，铁粉为黑色，因此甲中硬质玻璃管内红色固体变为黑色固体，故选项B错误；C、一氧化碳不与氢氧化钙反应，从溶液中逸出，留存在试剂瓶的上层空间，由于压强的作用，溶液被压入烧杯内，一氧化碳气体被收集，减少对空气的污染，但二氧化碳能够与氢氧化钙溶液反应，既可用来检验反应生成的气体，又可以用乙装置吸收反应生成的二氧化碳，不是为了防止产生倒吸，故选项C错误；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，防止还原出的铁在高温下重新被氧气氧化，故选项D正确；故选：D。2、草酸钙(CaC2O4)受热分解的产物中可能含有CaCO3、CaO、CO或CO2，也可几种都有。用如图装置研究产物，下列说法不正确的是（）A．实验时，先加热CaC2O4，后加热Fe2O3B．装置②中红色固体变黑，说明分解产物中有COC．装置③中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中有CO2D．冷却后，取装置①中少量残留固体加入水，放热，证明有CaO生成【答案】C【解析】A、CaC2O4受热分解产物可能有一氧化碳，一氧化碳与空气混合受热易发生爆炸，所以先加热CaC2O4，利用产物排净装置内的空气，后加热Fe2O3，故A正确；B、CaC2O4中含有碳元素，加热后能够生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，能够与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，所以装置②中黑色固体变红，说明分解产物中有CO，故B正确；C、CaC2O4分解的产物中有一氧化碳，一氧化碳能够与氧化铁反应生成二氧化碳，装置③中澄清石灰水变浑浊，不能说明分解产物中有CO2，故C错误；D、CaC2O4中含有钙元素，冷却后，取装置①中少量残留固体加入水，无气泡，放热，氧化钙和水反应生成氢氧化钙放出大量的热，证明有CaO生成，故D正确。故选C。3、大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是（）A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） B．炉甘石（主要成分是ZnCO3） C．铝土矿（主要成分是Al2O3） D．赤铜矿（主要成分是Cu2O）【答案】A【解析】可用于炼铁的矿石中必须含有铁元素。四种矿石，只有赤铁矿中含有铁元素，可用于炼铁，其余四种矿石中不含铁元素，不能用于炼铁。故选：A。4、用如图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（）A．玻璃管中的反应属于置换反应 B．玻璃管中的粉末由黑色逐渐变红色C．该实验中若还原16g的氧化铁只需要8.4gCO D．该装置可以进行尾气处理【答案】D【解析】A.置换反应是由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和化合物的反应，玻璃管中的反应的化学方程式为：Fe2B.氧化铁为红棕色，铁粉为黑色，玻璃管中的粉末由红棕色逐渐变黑色，故B错误；C.根据方程式Fe2D.CO难溶于氢氧化钠溶液，可将液体沿导管挤入烧杯中，盛有氢氧化钠溶液的多功能瓶可以收集未反应的CO，所以该装置可以进行尾气处理，故D正确。故选：D。5、科学兴趣小组的同学模拟工业炼铁原理，设计如图所示的实验。下列有关说法错误的是()A．实验开始先点燃酒精喷灯，再通入B．实验结束后，观察到有黑色固体被磁铁吸引C．关闭弹簧夹一段时间后注射器内的溶液变浑浊D．装置中气球的作用是收集尾气，防止污染空气【答案】A【解析】A、CO不纯燃烧时易爆炸，实验开始应该先通入CO，再点燃酒精喷灯，先通入CO排尽装置内的空气，防止爆炸，故A错误；B、一氧化碳在高温的条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，铁能被磁铁吸引，所以有黑色固体被磁铁吸引，故B正确；C、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，关闭止水夹，二氧化碳进入注射器，与澄清石灰水反应，可观察到澄清石灰水变浑浊，故C正确；D、CO具有毒性，气球是为了收集尾气，防止污染空气，故D正确。故选A。6、人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中，正确的是（）A．金属在常温下都是固体B．工业炼铁的原理是Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2，该反应属于置换反应C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈D．铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应【答案】C【解析】A、金属在常温下不都是固体，如汞常温下为液态，选项错误；B、置换反应的定义是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，工业炼铁原理反应物是一氧化碳和氧化铁，没有单质，不属于置换反应，选项错误；C、铁与氧气、水共同反应生成铁锈，所以铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈，选项正确；D、铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝与氧气反应，所以铝制品不易被锈蚀，选项错误；故选：C。7、将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是（）A．m的值为19.6B．参加反应的铁的氧化物的质量为16gC．当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14gD．铁的氧化物中x:y=2:3【答案】C【解析】A、由反应的化学方程式：yCO+FexOyeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))xFe+yCO228y44y(m5.6g) 17.6geq\f(28y,44y)＝eq\f((m5.6g),17.6g)m=16.8g说法不正确；B、生成铁的质量为16.8g，参加反应的一氧化碳的质量为16.8g5.6g=11.2g，则铁的氧化物中氧元素的质量为17.6g11.2g=6.4g，参加反应铁的氧化物的质量=16.8g+6.4g=23.2g，说法不正确；C、当二氧化碳质量为4.4g时，由反应的化学方程式，设该反应消耗一氧化碳的质量为zyCO+FexOyeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))xFe+yCO228y44yz 4.4geq\f(28y,44y)＝eq\f(z,4.4g)z=2.8g则参加反应的一氧化碳的质量为2.8g，容器内一氧化碳质量=16.8g2.8g=14g，说法正确；D、生成铁的质量为16.8g，铁的氧化物种氧元素的质量为6.4g，x:y=eq\f(16.8g,56):eq\f(6.4g,16)=3:4，说法不正确；答案：C。8、用如图装置（图中a处置于80℃热水浴中，夹持装置省略）模拟工业炼铁，已知甲酸（HCOOH）在热浓硫酸的作用下生成水和一氧化碳。下列说法不正确的是（）A．实验中应先滴加甲酸再点燃酒精喷灯B．实验中可观察到b处黑色固体变红，c处澄清石灰水变浑浊C．b处反应后称量固体发现固体质量减少D．实验中产生的尾气可用酒精灯点燃处理【答案】B【解析】A、甲酸（HCOOH）在热浓硫酸的作用下生成水和一氧化碳。即甲酸是反应物，所以实验中应先滴加甲酸再点燃酒精喷灯。A正确；B、b处是氧化铁与甲酸分解生成的一氧化碳反应，生成铁和二氧化碳，所以实验中可观察到b处红棕色固体变黑，c处澄清石灰水变浑浊。B不正确；C、b处氧化铁生成铁，所以b处反应后称量固体发现固体质量减少。C正确；D、实验中产生的尾气是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，所以实验中产生的尾气可用酒精灯点燃处理。D正确。综上所述：选择B。9、炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示：请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是（）A．工业炼铁的设备是高炉B．生成铁的主要反应是：CO+Fe2O3Fe+CO2C．生铁属于混合物D．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳【答案】B【解析】A、工业炼铁的设备是高炉，故A不符合题意；B、高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，故B符合题意；C、生铁是由铁、碳等混合而成，属于混合物，故C不符合题意；D、焦炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，所以焦炭的作用是：提供热量和制取一氧化碳，故D不符合题意。故选B。10、利用如图所示实验装置模拟工业炼铁(夹持仪器未画出)，下列说法正确的是（）A．实验开始时应先点燃酒精灯，再通入一氧化碳B．实验中观察到a处固体变黑，b处澄清石灰水变浑浊C．实验结束时为节约药品先停止通一氧化碳，再停止加热D．可用水吸收尾气中的一氧化碳，以防止污染空气【答案】B【解析】A、一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃时会发生爆炸，则实验开始时，应先通入一氧化碳，排净装置内的空气，再点燃酒精灯，故A说法错误；B、一氧化碳能与红色的氧化铁反应生成黑色的铁和二氧化碳，且二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象为a处固体由红色逐渐变为黑色，b处的澄清石灰水变浑浊，故B说法正确；C、实验结束时，为防止反应生成的灼热的铁再次被氧化，应该停止加热之后继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却，故C说法错误；D、一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，一氧化碳难溶于水，不可用水吸收尾气中的一氧化碳，防止其污染空气，故D说法错误；故选：B。11、内蒙古矿产资源丰富，某炼铁厂利用当地的煤炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料，其主要反应过程如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。据此回答问题：（1）A的化学式为。（2）用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理，实际上高炉炼得的铁是生铁，生铁属于(填“纯净物”或“混合物”)。（3）生铁等金属制品易锈蚀，请你列举一种防止铁制品锈蚀的方法。【答案】(1)CO2(2)Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2混合物(3)在铁制品表面涂油、喷漆、搪瓷等【解析】（1）碳燃烧生成二氧化碳，则A的化学式为CO2。（2）赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2；生铁为铁的合金，属于混合物。（3）防止铁制品生锈就是要隔绝铁与氧气、水同时接触，具体方法有：刷漆、涂油等。12、辉铜矿的主要成分为Cu2S（含少量Fe2O3、SiO2等杂质）。用辉铜矿冶炼铜的主要工艺流程如图所示：（1）铜用于制导线是因为铜具有良好的性。（2）“高温脱硫”阶段主要反应的化学方程式为Cu2S+2O2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2X+SO2，X的化学式为。（3）“金属还原”阶段生成铜的化学方程式为。（4）“吹炼”过程中，杂质与空气中的氧气发生化合反应生成炉渣，参加反应的铁和氧气的质量比为（填最简整数比）。（5）下列有关说法正确的是。A．将辉铜矿磨细的目的是增大接触面积，使氧气充分反应B．“高温脱硫”阶段Cu2S发生了氧化反应C．“金属还原”阶段焦炭的作用是作还原剂和提供热量D．炉渣中FeSiO3里铁元素的化合价为+2价【答案】(1)导电；(2)CuO；(3)CuO+COeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2；(4)7：2；(5)BCD【解析】（1）铜用于制导线是因为铜具有良好的导电性。（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，反应前铜、硫、氧的原子个数分别为2、1、4，反应后铜、硫、氧的原子个数分别为0、1、2，2X中含有2个铜原子和2个氧原子，X的化学式为CuO。（3）由图知，“金属还原”阶段，焦炭和氧气点燃生成二氧化碳，放热，二氧化碳和还原剂焦炭高温生成一氧化碳，一氧化碳和氧化铜加热生成二氧化碳和铜，则生成铜的化学方程式为CuO+COeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2。（4）“吹炼”过程中，杂质与空气中的氧气发生化合反应生成炉渣，由图知，反应为铁、氧气、二氧化硅高温生成硅酸亚铁，化学方程式为2Fe+O2+2SiO2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2FeSiO3，则参加反应的铁和氧气的质量比为（56×2）：（16×2）=7：2。（5）A、将辉铜矿磨细的目的是增大接触面积，使辉铜矿充分反应，选项错误；B、“高温脱硫”阶段，Cu2S和氧气生成氧化铜和二氧化硫，发生了氧化反应，选项正确；C、由以上分析知，“金属还原”阶段焦炭的作用是作还原剂和提供热量，选项正确；D、在FeSiO3中，硅元素的化合价为+4价，氧元素的化合价为2价，设该化合物中铁元素的化合价为x，根据化合物中元素的正负化合价的代数和为0，则（+4）+x+（2）×3=0，x=+2，选项正确。故选BCD。13、铁是一种常见的金属，也是目前世界上年产量最高的金属。下面归纳了初中化学有关铁的知识。（1）比较生铁和纯铁，其中硬度较大的是。（2）焦炭的主要成分是碳，在生铁冶炼过程中，焦炭参与了下列反应：①C＋O2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))CO2②C＋CO2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2CO其中为冶炼生铁提供热量的反应是(填序号)。（3）物质甲的阳离子符号是。（4）若铁与物质乙反应时，火星四射，则生成物中固体的化学式是。（5）若固体为红色单质，则铁与物质乙反应的化学方程式是(任写一个)。【答案】（1）生铁（2）①（3）H＋（4）Fe3O4（5）Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu(或Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu)【解析】（1）合金的硬度大于组成其合金的纯金属硬度；（2）①为放热反应，②为吸热反应；（3）生铁与甲物质反应生成气体，所以甲物质为酸，含有的阳离子为氢离子；（4）铁与物质乙反应时，火星四射，则生成物中固体的化学式Fe3O4；（5）若固体为红色单质，则该物质为铜，则铁与物质乙反应的化学方程式Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu或Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu。14、春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》，它是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿、赤铁矿等矿物颜料用在不同的画层。(1)画作用墨打底，保存千年而不变色，说明。(2)画作的青色用到蓝铜矿，其主要成分为，其中铜元素为+2价，则x=。(3)金属矿物质还常用来冶炼金属。实验有可用如图所示的装置模拟炼铁。Ⅰ、下列关于实验室用一氧化碳还原氧化铁的说法错误的是（填序号）。a、①中玻璃管中看到的现象是红色固体变为黑色b、该实验中有一个明显的错误，缺少尾气处理装置c、实验开始时，应该先加热预热玻璃管内氧化铁，再通入COd、①中玻璃管内发生的化学反应方程式为Ⅱ、写出②试管中发生的化学反应方程式。【答案】(1)碳在常温下化学性质比较稳定(2)2(3)cd/dc【解析】（1）画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质很稳定；（2）根据，化合物中各元素化合价之和为0，则有：，；（3）Ⅰ、a、一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，①中玻璃管中看到的现象是红色固体变为黑色，说法正确；b、一氧化碳有毒，该实验中有一个明显的错误，缺少尾气处理装置，说法正确；c、实验开始时，先通入CO，排除装置内的空气，防止加热时发生爆炸，再加热预热玻璃管内氧化铁，说法错误；d、一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应化学方程式：，说法错误；答案：cd；Ⅱ、②试管中发生的反应是二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应化学方程式：。15、早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某中学科学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：

A

B

C(1)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3（请写一种物质的化学式）。(2)实验中可观察到A中的现象是。玻璃管中发生的反应（填“属于”或“不属于”）置换反应。(3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的作用是。(4)实验开始时要先通入CO的目的是。(5)按如图连接实验装置、检查装置的气密性、装药品、固定实验装置后，主要实验步骤有：①通入一氧化碳；②停止通入一氧化碳；③点燃酒精喷灯；④熄灭酒精喷灯；⑤验纯。正确的操作顺序是（填序号）。(6)实际生产中炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石是从原料入口加入的，其中焦炭在高炉炼铁时的作用。(7)写出B、C三部分所发生反应的化学方程式：、。【答案】(1)C或H2(2)红色粉末逐渐变为黑色不属于(3)点燃未反应的一氧化碳，防止污染空气(4)排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸(5)⑤①③④②(6)提供热量，提高炉温；提供还原剂一氧化碳(7)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2【解析】（1）碳或氢气都具有还原性，都可用于还原氧化铁，化学式为C或H2；（2）一氧化碳具有还原性，在高温条件下一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，实验中可观察到A中的现象是红色粉末逐渐变为黑色；该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应（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的反应）；（3）尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排入空气中．故右边导气管口放置点燃的酒精灯的作用是点燃未反应的一氧化碳，防止污染空气；（4）一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火会发生爆炸，所以实验开始时要先通入CO的目的是排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸；（5）一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火会发生爆炸，所以实验开始前需要先检验一氧化碳的纯度，然后实验开始，先通一氧化碳，然后点燃酒精喷灯加热，目的是排尽玻璃管内的空气以免发生爆炸；实验结束，先熄灭酒精喷灯，通一氧化碳直到玻璃管完全冷却；因为一氧化碳有毒，为防止污染空气，在通一氧化碳之前必须先点燃酒精灯，停止通一氧化碳之后才能熄灭酒精灯，故正确顺序为：⑤①③④②；（6）炼铁要用到焦炭，它有两个作用，炼铁需要高温，一方面焦炭在燃烧的过程中能放出大量的热，另一方面炼铁还需要还原剂一氧化碳，焦炭又可以把刚生成的二氧化碳还原为一氧化碳，所以焦炭在高炉炼铁时的作用是提供热量，提高炉温；提供还原剂一氧化碳；（7）B处二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式为：；C处一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：。16、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(写一种)。(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。【答案】(1)磁铁矿（合理即可）(2)使碳充分燃烧，提高炉温(3)(或)(4)将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去碳/C【解析】（1）常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿或菱铁矿(合理即可)（2）不断鼓入空气的目的是使碳与氧气充分燃烧，放热，提高炉温（3）高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；或高温条件下四氧化三铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。（4）撒入潮泥灰主要作用是将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去，生铁和钢的区别是含碳量不同，不断翻炒液态生铁，使生铁中碳与氧气接触反应生成二氧化碳，降低碳元素的含量。17、某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。(1)制备CO的原理是：HCOOHeq\o\ac(\s\up11(浓H2SO4),\o(=====,======),\s\do4(△))CO↑+H2O（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是（填标号）。(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为。(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是。②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中，。(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于℃。（填“400”“600”或“800”）②图中：x＝。③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：=Fe3O4+。【答案】(1)C(2)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2(3)反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解(4)80033.64FeOFe【解析】（1）由制备CO的原理知，反应属于液液加热型，图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是C。（2）甲同学推断黑色固体是Fe，则对应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2。（3）①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe，可加入稀盐酸，Fe3O4不溶于稀盐酸，铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气，故检验的操作和现象是：取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解，则黑色固体同时含有Fe3O4和Fe。（4）①用CO炼铁得铁单质，结合图像，还原Fe2O3的温度应不低于800℃。②由图知，最初氧化铁固体的质量为48g，其中铁元素全部转化到铁单质中，则铁的质量为48g×eq\f(112,160)×100%＝33.6g，则x=33.6。③由图知，600℃左右固体为氧化亚铁，可能是在冷却过程中氧化亚铁分解为四氧化三铁和铁，化学方程式为4FeO=Fe3O4+Fe。18、工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。

(1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3

)在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是。

(2)计算：①5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是____________t；

②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁___________t。

【答案】（1）Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,