考点28 生铁的冶炼-备战中考化学一轮复习考点帮

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。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名称赤铁矿磁铁矿黄铁矿菱铁矿黄铜矿辉铜矿铝土矿主要成分Fe2O3Fe3O4FeS2FeCO3CuFeS2Cu2SAl2O3跟踪训练1．（2020·深圳外国语九年级上学期期末）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）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）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：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）。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)2CO3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。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2．（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（）O2eq\o\ac(\s\up5(＋X),\s\do0(→),\s\do5(①))CO2eq\o\ac(\s\up5(＋X),\s\do0(→),\s\do5(②))COeq\o\ac(\s\up5(＋Y),\s\do0(→),\s\do5(③))FeA．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3．(2019湘潭)钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说正确的是（）A．该实验不需要增加尾气处理装置B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热C．NaOH溶液可以检验气体产物D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁4．（2021·江苏连云港）回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜，部分实验流程如下：注：灼烧后得到黑色固体和残留物，残留物不溶于水和稀硫酸。下列关于该流程的说法，错误的是（）A．“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuOB．滤液X中的溶质为FeSO4C．“酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应 D．将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反应后过滤得Cu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+Fe2O3eq\o(,\s\up7(高温),\s\do5())2Fe+3CO2(硬质玻璃管中)；②Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(试管中)；③2CO+O2eq\o(\s\up6(点燃),eq\o(\s\up2(——),——,\s\do0()),\s\do4())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)（4）炉内的主要反应①产生CO：C+O2eq\o(\s\up6(点燃),eq\o(\s\up2(——),——,\s\do0()),\s\do4())CO2，CO2+Ceq\o(,\s\up7(高温),\s\do5())2CO。②在高温下用还原剂CO把铁从铁矿石中还原出来：3CO+Fe2O3eq\o(,\s\up7(高温),\s\do5())2Fe+3CO2。易错警示（1）实验操作分析。①先通CO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。知识拓展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。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。跟踪训练1．（2020·四川内江·中考真题）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Fe2O3D．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2．（2020·重庆初三一模）实验室用下图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（）A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3B．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3.（2019·深圳中考）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：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）“煅烧”时：①生成CO的反应之一为C+CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO，该反应属于________________反应（填基本反应类型）。②用化学方程式表示利用CO炼铁的原理________________________________。③CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应，生成CO2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______________、______________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）。A．涂油、喷漆 B．镀耐腐蚀的铬层C．用盐水清洗 D．久置于酸性环境真题再现1．（2021·四川广安市·中考真题）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（）A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价 B．充分加热，a处固体由黑色变为红色C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 D．可用水吸收尾气中的CO2．（2021江苏苏州工业园区星湾学校一模）实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是（）A．实验时，先加热，再通入一氧化碳B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置C．实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷却D．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成3．（2021上海市静安区教育学院附属学校一模）甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图，下列叙述中正确的是（）A．甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再通COB．乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量C．高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于合成材料D．一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应4．（2021·江苏徐州·中考真题）铜及其化合物在生产生活中有重要应用。某同学对铜及某些含铜物质进行探究。[温故如新]（1）在①CuO②Cu（OH）2③CuCl2④Cu2(OH)2CO3[也可表示为CuCO3·Cu(OH)2]这4种物质中，属于碱的有___________（填序号）：除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有___________（填序号）。（2）考古出土的春秋末期制造的青铜剑，历经2500余年，其表面且有一层薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。由此可知，青铜具有的特性有___________（任写一条）。铜器表面的薄锈是铜与空气中的氧气、水、___________等物质发生反应所形成。[提出问题]除H2、CO能还原CuO外，是否还有其他气体能够还原CuO得到金属铜？怎样从含CuCl2、FeCl3的某工业废液中回收金属铜和FeCl2溶液？[查阅资料]a、通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液；加热时，氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等，可用如图所示装置验证。b、在溶液中能发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2[进行实验1]（3）按图示连接装置，检查气密性后，加（通）入相关药品，后续操作均按规范要求进行，完成实验。①将CuO粉末装入玻璃管A中的具体操作方法是___________。②实验时，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是___________（填“纯净物”或“混合物”）。③从环保角度看该装置的不足之处是___________[进行实验2]（4）取适量含CuCl2、FeCl3的某工业废液样品，向其中加入过量铁粉并充分反应后，过滤，将滤渣和足量___________（填“稀盐酸”或“稀硫酸"）充分反应，再___________（填操作名称）、洗涤、干燥即可回收得到金属铜；所得滤液中含有需要回收的FeCl2。[拓展延伸]（5）已知：加热时，葡萄糖溶液与氢氧化铜悬浊液能发生反应。实验室可用CuSO4溶液等物质检验葡萄糖的存在，具体实验过程为：在试管中加入2mL10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴（每滴溶液按0.04mL计算。两种溶液的密度均按1g/mL计算），混合均匀，充分反应，得混合物A．再向上述试管中加入几滴10%葡萄糖溶液，并在酒精灯上加热至沸腾，片刻后生成红色沉淀B．检验完成。则混合物A显___________（填“中性”或“碱性”）；红色沉淀B是___________[填“CuO”或“Cu2O”"或“Cu（OH）2”]。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：___________。考向三、含杂质物质的计算1．计算公式（1）混合物中某物质的质量分数=该物质的质量混合物的总质量QUOTE×100%=1−杂质的质量分数（2）某物质的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数（3）混合物的总质量=某物质的质量该物质的质量分数QUOTE2．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。跟踪训练1．用1000t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．560t B．571t C．577t D．583t2．充分煅烧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.

8.96t

B.

11.2t

C.

10t

D.

12.96t3．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.

320t

B.

224t

C.

206t

D.

112t真题再现1.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。

2.钢铁公司用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的钢坯多少吨？

3.现有含四氧化三铁85%的磁铁矿200t，用一氧化碳做还原剂，充分反应能炼出含杂质2%的铁多少吨？4.高温煅烧含杂质10%的石灰石（主要成分为CaCO3）100吨，可得生石灰（CaO）多少吨？5．(2019福建)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。若该厂日产含铁1.4×104t的生铁，至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量是多少？(要求写出计算过程)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Fe2O3·xH2O，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、镀铬等。（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，如在铁制品中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。3．保护金属资源QUOTE保护金属资源&&&&知识拓展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。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。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（）A．b管中铁钉一样会锈蚀 B．L端液面比R端液面低 C．该实验能说明铁锈蚀与空气、水都有关 D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀2．下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是（）A．部分浸没在食盐水中 B．在潮湿的空气中 C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中3．世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重要问题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是（）A．铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的结果 B．回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一 C．铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝的金属活动性比铁强 D．铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝表面会形成致密而坚固的氧化膜真题再现1．金属铜在自然环境中会生成绿色铜锈[其主要成分为Cu2(OH)2CO3]。下列关于铜锈的说法不正确的是（）A．铜锈由四种元素组成 B．铜锈不是纯净物 C．铜锈生成与O2有关 D．铜锈空气中受热分解将有红色物生成2．控制变量法是实验探究的重要方法，如图是两个常见实验，说法不正确的是（）A．甲实验可探究铁生锈与氧气、水有关 B．甲中①②对比，可探究铁生锈是否与植物油有关 C．乙实验可探究物质的燃烧需要接触氧气、温度需要达到物质的着火点 D．乙中红磷不燃烧是因为温度没有达到红磷的着火点3．连接香港、珠海和澳门的桥隧工程﹣港珠澳大桥己于2018年10月24日上午开通运行，请根据所学知识回