6.1 金属矿物及铁的治炼-2024-2025学年九年级化学上册同步知识解读与专题训练（沪教版2024）

第第页6.1金属矿物及铁的治炼（专题训练）【六大题型】一．金属元素的存在（共6小题）二．常见金属矿石（共6小题）三．保护和利用金属资源的有效途径（共6小题）四．工业炼铁的原理及装置（共8小题）五．一氧化碳还原氧化铁实验（共10小题）六．金属冶炼的计算（共7小题）TOC\o"1-3"\h\u一．金属元素的存在（共6小题）1．下列关于金属和金属材料的说法中正确的是A．生铁和钢的含碳量不同B．黄铜比纯铜硬度小C．合金属于合成材料D．大多数金属在自然界中以单质形式存在【答案】A【详解】A、根据生铁是指含碳量为2%～4.3%的铁的合金，钢是指含碳量为0.03%～2%的铁的合金可知，二者的主要区别为含碳量不同，故A选项说法正确，符合题意；B、合金的硬度比组成它的纯金属大，因此黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜大，故B选项说法不正确，不符合题意；C、合金属于金属材料，不属于合成材料，故C选项说法不正确，不符合题意；D、大多数金属活化学性质较活泼，在自然界中以化合物形式存在；少数金属，如金、银等化学性质稳定，在自然界中以单质形式存在，故D选项说法正确，不符合题意。故选A。2．下列有关金属的说法正确的是A．金属在自然界都是以化合物的形式存在B．金属都具有金属光泽，且常温下都是固体C．金属都具有较高的熔点和较大的硬度D．金属大多都具有良好的导电性和导热性【答案】D【详解】A、绝大多数金属元素的化学性质活泼，在自然界中以化合物的形式存在，只有少数不活泼的金属在自然界中存在着单质，如金、银、铂等，故A说法错误；B、金属都具有金属光泽，绝大多数在常温下都是固体，而金属汞在常温下为液态，故B说法错误；C、大多数金属具有较高的熔点和较大的硬度，并不是所有的金属都是熔点高，如金属汞在常温下即为液态，故C说法错误；D、金属大多都具有良好的导电性和导热性，故D说法正确；故选：D。3．钾是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一，钾元素的相关信息如图所示，下列说法正确的是A．钾的质子数、中子数皆为19 B．符号“2K”可表示两个钾元素C．钾原子的原子质量为39.10 D．自然界中的钾很难以单质形式存在【答案】D【详解】A、元素周期表单元格中，左上角的数字表示原子序数，而原子序数=原子的质子数，则钾原子的质子数为19，元素周期表单元格中，最下方的数字表示相对原子质量，而相对原子质量≈质子数+中子数，则钾原子核内中子数为39-19=20，故选项错误；B、元素符号前的数字表示该元素的几个原子，则符号“2K”可表示两个钾原子，故选项错误；C、元素周期表单元格中，最下方的数字表示相对原子质量，相对原子质量的单位为”1“，而不是”g“，常省略不写，所以钾原子的相对原子质量为39.10，故选项错误；D、钾是比较活泼的金属，在自然界中主要以化合物的形式存在，故选项正确；故选：D。4．金属在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。(1)战国《韩非子·内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以(填“单质”或“化合物”)的形式存在。(2)“古法炼铁”是炉中首先鼓入与矿物逆流而行的空气，再利用生成的一氧化碳和氧化铁反应，该反应的化学方程式是。【答案】(1)单质(2)【详解】（1）金的化学性质稳定，很难与其它物质反应，故金在自然界主要以单质的形式存在；（2）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：。5．陕西省历史博物馆是中国第一座大型现代化国家级博物馆，首批“AAAA”级旅游景点，被誉为“古都明珠，华夏宝库”。(1)在馆藏西周青铜器中，淳化大鼎和五把卫鼎都是国家级文物。青铜是铜锡合金，其比纯铜的优点在于硬度更。(2)古代炼锡的方法为，则X的化学式为。(3)镇馆之宝中有很多唐代壁画，金银制品及陶俑等。金在自然界中以（填“化合态”或“游离态”）形式存在。【答案】(1)大(2)CO(3)游离态【详解】（1）合金的硬度比纯金属大，故青铜的硬度大于纯铜；（2）依据质量守恒定律，反应前后原子的种类、个数不变，反应前Sn、O、C原子的个数分别为1、2、2，反应后Sn、O、C原子的个数分别为1、0、0，则X的化学式为CO；（3）金的化学性质稳定，在自然界中以游离态形式存在。6．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧．(1)战国《韩非子·内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”；金在自然界中主要以（填“单质”或“化合物”）形式存在；(2)明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石和煤炭饼装入炼锌罐中，泥封，“其底铺薪，发火煅红”，“冷定毁罐取出”；如图所示，回答下列问题：①炉甘石加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是；②反应区中，炉甘石在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式为；③反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式为，该反应中的还原剂是；④必须“冷定”（冷却至室温）后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因：。【答案】(1)单质(2)增大反应物的接触面积，使反应更快更充分碳/C防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌【详解】（1）金的化学性质不活泼，在自然界中主要以单质形式存在；（2）①反应物之间的接触面积越大，反应越快越充分。所以先将其粉碎的目的是增大反应物的接触面积，使反应更快更充分；②化学反应前后元素的种类不变，氧化物是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，因此另一种氧化物为碳元素和氧元素形成的二氧化碳，其化学式为CO2；③碳和氧化锌在1100～1300℃时反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑；该反应中碳得到氧，体现了还原性；④化学变化中有新物质生成，则冷却后取出是为了避免发生反应，“毁罐”取锌，锌会与空气接触，则可能的原因是防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。二．常见金属矿石（共6小题）7．高层建筑建造时常使用铝合金材料。下列说法正确的是A．铝合金材料属于复合材料 B．铝土矿是主要含铝矿物之一C．铝合金的硬度小于单质铝 D．铝材致密氧化膜要及时除去【答案】B【详解】A、铝合金材料属于金属材料，故A错误；B、铝土矿是主要含铝矿物之一，故B正确；C、合金的硬度大于其组成纯金属的硬度，故铝合金的硬度大于单质铝，故C错误；D、铝易与空气中氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，其表面致密氧化膜对内部铝具有保护作用，故铝材致密氧化膜不能除去，故D错误。故选B。8．中国天问一号探测器成功着陆火星。火星表面被赤铁矿覆盖，大气中含有(体积分数为95.3％)、氩气、、等物质，下列说法错误的是A．可以用燃着的木条鉴别火星气体和地球空气B．氩气的化学性质稳定C．火星中氧气的含量小于空气中氧气的含量D．从远处看，火星是黑色的【答案】D【详解】A、火星大气的主要成分是二氧化碳，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，燃着的木条在地球空气中安静燃烧，现象不同，可以区分，不符合题意；B、氩气属于稀有气体，化学性质稳定，不符合题意；C、地球空气中氧气的体积分数约为21%，而火星大气中氧气的体积分数一定小于1-95.3%=4.7%，故火星中氧气的含量小于空气中氧气的含量，不符合题意；D、火星表面被赤铁矿覆盖，故从远处看，火星是红色的，符合题意。故选D。9．下列矿石不能用于炼铁的是A．赤铁矿（主要成分Fe2O3） B．黄铜矿（主要成分CuFeS2）C．菱铁矿（主要成分FeCO3） D．辉铜矿（主要成分Cu2S）【答案】D【详解】A、赤铁矿（主要成分Fe2O3）中含有铁元素，可用于炼铁，不符合题意；B、黄铜矿（主要成分CuFeS2）中含有铁元素，可用于炼铁，不符合题意；C、菱铁矿（主要成分FeCO3）中含有铁元素，可用于炼铁，不符合题意；D、辉铜矿（主要成分Cu2S）中不含有铁元素，不可用于炼铁，符合题意；故选：D。10．请回答下列问题。(1)冬奥会速滑场馆“冰丝带”采用的是CO2跨临界直冷制冰。对CO2气体加压、降温，可得到干冰，从构成物质微粒角度分析，该过程主要改变的是分子的。(2)钪（Sc）在元素周期表中的信息如图1所示，钪的相对原子质量为；图2所表示的粒子的符号为。(3)《梦溪笔谈》中对指南针有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石与磁铁矿的主要成分相同，请标出其主要成分中氧元素的化合价。【答案】(1)间隔(2)44.96Al3+(3)【详解】（1）对CO2气体加压、降温，可得到干冰，从构成物质微粒角度分析，该过程主要改变的是分子的间隔；（2）由元素周期表中的一格可知，汉字下方的数字表示相对原子质量，则钪的相对原子质量为44.96；图2所表示的粒子中质子数=13，核外电子数=2+8=10，表示带3个单位正电荷的铝离子，符号为Al3+；（3）磁石与磁铁矿的主要成分相同均为四氧化三铁，其主要成分中氧元素的化合价为-2价，表示为。11．中华文化博大精深，蕴含了丰富的化学知识。(1)东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的“黄芽”是指硫，硫元素属于元素。（填“金属”或“非金属”或“稀有气体”）(2)《天工开物》中记载：“每金七厘造方寸金一千片。”体现了金具有良好的。(3)造纸术是我国古代四大发明之一，宣纸的传统制作工艺中需用草木灰蒸煮。草木灰的主要成分是碳酸钾，碳酸钾中含有的阳离子的符号是。(4)龙泉剑是我国第一把铁剑，它的锻造技艺记录于多本古籍，（越绝书》中记载“洗沙”后得到红棕色铁矿石，该矿石主要成分化学式为。“千锤成利器，百炼变纯钢”，高温锤炼能降低生铁中的含碳量，请写出相关的化学方程式。【答案】(1)非金属(2)延展性(3)K+(4)【详解】（1）硫元素属于非金属元素；（2）“每金七厘造方寸金一千片”体现了金具有良好的延展性；（3）带正电的离子为阳离子，碳酸钾是有钾离子与碳酸根离子构成的，其中碳酸根离子带负电荷，钾离子带正电荷，故碳酸钾中含有的阳离子是钾离子，符号为K+；（4）“洗沙”后得到红棕色铁矿石，该矿石主要成分为氧化铁，其化学式为：Fe2O3；钢的含碳量比生铁低，高温锤炼能降低生铁中的含碳量是因为碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：。12．《天工开物》中记载了采矿和冶炼金属锡的场景。(1)采矿：“其质黑色愈经淘取”。水中淘取锡砂时，所用容器的孔径需（填“大于”或“小于”）锡砂颗粒大小。锡砂主要成分是SnO2，（填“易”或“难”）溶于水。(2)冶炼：“凡煎炼亦用烘炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴（bèi，指鼓入空气）熔化”。已知：SnO2在高温条件下可与木炭反应生成锡和一种有毒气体，反应的化学方程式是。(3)使用：锡常与其它金属制成合金，目的是（填“增大”或“减小”）硬度。【答案】(1)小于难(2)(3)增大【详解】（1）水中淘取锡砂（指锡矿石）时，所用容器的孔径需小于锡砂颗粒大小，以保留锡砂颗粒，滤去水和其他较小颗粒的杂质；锡砂主要成分为SnO2，难溶于水；（2）SnO2在高温条件下可与木炭反应生成锡和一种有毒气体一氧化碳，反应的化学方程式是：；（3）合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度，锡往往与其它金属制成合金使用，目的是增大硬度。三．保护和利用金属资源的有效途径（共6小题）13．下列关于资源的叙述正确的是A．稀土是储量较少的一类金属矿物的统称，我国主要出口高端稀土产品B．目前，世界上铝的年产量已超过了铜，位于第一位C．回收利用废旧电池可以节约金属资源D．海洋是巨大的资源宝库，其中含量最多的元素是铝元素【答案】C【详解】A、稀土是储量较少的一类金属矿物的统称，我国已由过去的出口稀土产品转变为进口，且限制稀土出口，错误；B、目前，世界上铝的年产量已超过了铜，铁产量位于第一位，错误；C、回收利用废旧电池可以节约金属资源，还能减少环境污染，正确；D、海洋是巨大的资源宝库，其中含量最多的元素是氧元素，错误。故选C。14．化学与环境的关系是密切而复杂的。面对环境问题，我们需要充分发挥化学的积极作用，通过科学的做法实现人与自然的和谐发展。下列做法不利于生态环境保护的是A．工业上对燃煤进行脱硫处理B．对金属废弃物进行回收利用C．推广使用氟利昂作空调、冰箱的制冷剂D．开发和利用绿色能源【答案】C【详解】A、工业上对燃煤进行脱硫处理，减少工业废气中二氧化硫的排放量，有利于生态环境保护，不符合题意；B、对金属废弃物进行回收利用，既有利于节约金属资源，又防止了废弃的金属对环境造成污染，有利于生态环境保护，不符合题意；C、空调冰箱中的制冷剂氟利昂属于温室气体，且会破坏臭氧层，不利于生态环境保护，符合题意；D、绿色能源的开发和利用有利于保护环境，有利于生态环境保护，不符合题意。故选C。15．“中国制造”、“一带一路”的基础建设都需要用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是A．肆意开采金属矿物B．合金中只含金属元素C．生锈的铁制品没有回收价值D．合金的熔点一般比组成它的纯金属低【答案】D【详解】A、肆意开采金属矿物会造成资源的浪费，还可能会造成环境污染，不利于保护金属资源，故A错误；B、合金是金属和金属或金属和非金属熔合而成的具有金属特性的物质，合金中不是只含金属元素，还可能含有非金属元素，故B错误；C、生锈的铁制品有回收价值，可回收再利用，有利于节约资源、保护环境，故C错误；D、合金的熔点一般比组成它的纯金属低，故D正确；故选：D。16．金属材料在生产生活中的应用广泛，请回答下列问题：(1)“三星堆遗址”出土了黄金面罩、象牙、青铜艺术品、残存的丝织品等重要文物，其中属于金属材料的有___________(选填序号)。A．黄金面罩 B．象牙 C．青铜面具 D．丝织品(2)《吕氏春秋·别类篇》载有“金(铜)柔锡柔，合两柔则刚”，表明青铜的硬度比纯铜(选填“大”或“小”)。(3)人们将铅、镉、铋、锡等纯金属加热熔合制成性能优越的合金—保险丝，主要是因为保险丝的熔点(选填“高于”或“低于”)铅、镉、铋、锡等纯金属的熔点，从而有效的防止了电路中发生火灾。(4)铝的化学性质很活泼，但铝制品却有很好的抗腐蚀性，原因是(用化学方程式表示)。(5)为了保护有限的金属资源，下列做法合理的是___________(填字母)。A．回收铝制饮料罐 B．在铁制品表面刷漆，防止生锈C．尽量将已探明的铁矿全部开采 D．积极研发新材料以替代金属材料【答案】(1)AC(2)大(3)低于(4)(5)ABD【详解】（1）金属材料包括纯金属和合金，题中属于金属材料的有黄金面罩、青铜面具，故填：AC；（2）合金的硬度比纯金属大，则青铜的硬度比纯铜大，故填：大；（3）合金的熔点一般比纯金属低，则保险丝的熔点低于铅、镉、铋、锡等纯金属的熔点，故填：低于；（4）铝制品有很好的抗腐蚀性是因为常温下铝与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，该反应的化学方程式为，故填：；（5）保护金属资源的途径有以下途径：防止金属的腐蚀、金属的回收利用、有计划合理地开采矿物、寻找金属的代用品等；A.回收铝制饮料罐，可以保护有限的金属资源，故选项做法合理；B.在铁制品表面刷漆，防止生锈，可以保护有限的金属资源，故选项做法合理；C.尽量将已探明的铁矿全部开采，不能保护有限的金属资源，故选项做法不合理；D.积极研发新材料以替代金属材料，可以保护有限的金属资源，故选项做法合理；故填：ABD。17．化学来源于生活。请用化学知识回答以下问题：(1)家庭常用的烧水壶里，经常沉积着水垢（主要成分为氢氧化镁和碳酸钙），除去水垢可采取的方法：。（写一种即可）(2)衡阳正在创建全国文明城市而努力，请提出保护衡阳环境的建议：。（写一条即可）(3)衡山县有我国最大的钠长石矿，钠长石经济价值很高。保护金属资源的有效途径有。（写一条即可）【答案】(1)用白醋洗（合理即可）(2)植树造林（合理即可）(3)有计划合理的开采矿物/寻找金属代用品/防止金属的锈蚀/回收利用废旧金属（写一条即可）【详解】（1）水垢主要成分为氢氧化镁和碳酸钙，在生活中可以用白醋浸泡（2）低碳出行、垃圾分类投放、爱护环境卫生，植树造林等。（3）合理开采金属矿物、防止金属锈蚀或是回收利用废旧金属制品以及寻找金属替代品是保护金属资源的有效的途径。【点睛】本题紧密联系生活实际，综合性较强，但难度不大，属于基础性题。18．铁是生活、生产中使用最广泛的一种金属，如图是工业冶铁示意图，结合图示回答下列问题：(1)工业冶铁得到的产品是（填“纯铁”或“生铁”）。(2)炼铁的原理体现了CO具有性。(3)铁矿石是炼铁的主要原料之一，下列铁矿石在炼铁过程中会对空气造成较大污染的是___________（填序号）。A．赤铁矿 B．磁铁矿） C．黄铁矿（FeS2）(4)现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的。保护金属资源除了防止金属腐蚀外，你还能想到的途径是（答出一点即可）。【答案】(1)生铁(2)还原(3)C(4)废旧金属的回收利用（合理即可）【详解】（1）工业冶铁得到的是由铁和碳等物质组成的混合物，属于生铁，故填：生铁；（2）炼铁的原理中一氧化碳能夺取氧化铁中氧，体现了CO具有还原性，故填：还原；（3）黄铁矿（FeS2）中含有硫元素，在炼铁过程中会产生二氧化硫，会污染空气，故选C；（4）保护金属资源除了防止金属腐蚀外，还应该废旧金属的回收利用，有计划、合理地开采矿物，寻找金属的代用品等，故填：废旧金属的回收利用（合理即可）。四．工业炼铁的原理及装置（共8小题）19．我国古代炼铁术如图所示。下列相关说法错误的是A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素B．生铁和钢都是混合物C．炼钢的原理和炼铁的原理一样D．生铁比纯铁的硬度大【答案】C【详解】A、地壳中元素含量由多到少：氧、硅、铝、铁，铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素，说法正确；B、生铁和钢都是铁和碳组成的合金，都属于混合物，说法正确；C、炼钢的原理：高温条件下降低碳含量，炼铁的原理：利用一氧化碳的还原性，夺走氧化铁中的氧元素，说法错误；D、合金的硬度比组成且纯金属的硬度大，生铁比纯铁的硬度大，说法正确；故选：C。20．下列各组物质中，在一定条件下，存在如图所示的一步转化关系的是选项甲乙丙AH2OH2CO3CO2BCOCCO2CFe3O4FeO2DH2O2H2H2OA．A B．B C．C D．D【答案】A【详解】A、水和二氧化碳反应生成碳酸，碳酸分解生成水和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，正确；B、一氧化碳不能和其它物质通过一步反应转化为碳，碳燃烧能生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳，错误；C、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，铁不能和其它物质通过一步反应生成氧气，错误；D、过氧化氢不能通过一步反应生成氢气，错误。故选A。21．为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g【答案】A【详解】A、根据流程图，该方案中二氧化碳既是反应物又是生成物，可以循环利用，碳酸钙和一氧化碳既是反应物又是生成物，可循环利用，故还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用，故A分析不正确；B、赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿，故B分析正确；C、流程图中反应1为碳和氧气反应生成二氧化碳，反应2为碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，这两个反应均是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，都属于化合反应；反应1中反应前碳元素的化合价为0，反应后碳元素的化合价为+4价，发生改变；反应2中反应前碳元素的化合价为0价和+4价，反应后碳元素的化合价为+2价，发生改变，故C分析正确；D、实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，48g氧化铁中铁元素的质量为，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，则反应后固体中氧元素的质量为，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，反应后固体中的氧元素存在于没有反应的氧化铁中，说明氧化铁没有反应完全，根据氧元素守恒，则没有参与反应的氧化铁的质量为，理论上参加反应的Fe2O3质量为48g-16g=32g，故D分析正确；故选：A。22．铁的使用促进了人类文明的发展。下列有关炼铁的说法中正确的是A．甲图中炼铁的原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2B．乙图炼铁高炉中原料焦炭既能提供热量又能制取COC．甲图中实验开始时应先点燃酒精喷灯D．两图中得到的铁是完全相同的【答案】B【详解】A、由图可知，甲图中反应为一氧化碳和四氧化三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：，不符合题意；B、高炉炼铁的过程中，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，故焦炭既能提供热量又能制取CO，符合题意；C、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故甲图中实验开始时应先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后点燃酒精喷灯，防止发生爆炸，不符合题意；D、甲图中一氧化碳和四氧化三铁反应生成的是纯铁，乙图中高炉炼铁得到的是生铁，不完全相同，不符合题意。故选B。23．高铁建设中铝合金、不锈钢、高锰钢等金属材料必不可少。(1)请写出工业上以赤铁矿为原料炼铁的化学方程式：。【答案】【详解】赤铁矿主要成分是氧化铁，工业上以赤铁矿为原料炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为。24．金属材料广泛应用于生产、生活中。(1)共享单车的车架是由锰钢合金制成的，这利用了锰钢的性能（填序号）；A．密度小 B．熔点低 C．优良的抗腐蚀性(2)工业上利用赤铁矿（主要成分为Fe2O3）和一氧化碳炼铁的化学反应方程式为；(3)向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示。图中B点溶液中含有的阳离子为。【答案】(1)C(2)(3)、【详解】（1）共享单车的自行车车架是锰钢合金制成的，这利用了锰钢的硬度大、抗腐蚀性能好；故选C；（2）赤铁矿（主要成分为Fe2O3）和一氧化碳高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为；（3）金属活动性：Zn>Cu>Ag，加入锌后，锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，再与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，所以B点时硝酸银恰好完全反应，此时溶液中含有生成的硝酸锌和未反应的硝酸铜，阳离子为Zn2+、Cu2+。25．《天工开物》中记载：“凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭……”（“土”为铁矿石）。(1)“硬木柴”“煤炭”“木炭”都可以燃烧，其中属于化石燃料的是，推测这些物质的作用是。(2)炼铁过程中，要多次向其中鼓风，其目的是、。（答出两点）(3)采用赤铁矿冶铁时，炼铁炉中发生反应的化学方程式为。(4)“百炼成钢”的过程中发生的是（选填“物理”或“化学”）变化。【答案】(1)煤炭作燃料（合理即可）(2)增加氧气含量，提高炉温（合理即可）生成还原剂一氧化碳（合理即可）(3)(4)化学【详解】（1）化石燃料是古代生物遗体在特定地质条件下形成的，可作燃料和化工原料的沉积矿产，包括煤、石油、天然气等。硬木柴是木柴的一种，指未经过加工处理的木材，不属于化石燃料；煤炭是古代植物遗体经成作用后转变成的固体可燃矿产，是一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成，属于化石燃料；木炭是木材经过炭化处理后形成的一种固体燃料，不属于化石燃料。这些物质的作用是作燃料。故填：①煤炭；②作燃料。（2）炼铁过程中，要多次向其中鼓风，其目的是增加氧气浓度，氧气浓度的增加使燃料燃烧更充分更彻底，放出的热量更多，提高了炉温，从而提高铁的质量；且产生的二氧化碳能与焦炭反应生成一氧化碳，为反应提供还原剂，还原铁矿石从而炼铁。故填：①增加氧气含量，提高炉温；②生成还原剂一氧化碳。（3）采用赤铁矿冶铁时，炼铁炉中发生的反应是一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，其反应化学方程式为。故填：。（4）“百炼成钢”的原理是生铁中的含碳量较高，将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，锤打的过程中生铁中的碳能和空气中的氧气反应生成二氧化碳，从而使生铁中的含碳量不断降低，当降低到一定程度就能变成钢，“百炼成钢”过程中有新物质生成，发生的是化学变化。故填：化学。【点睛】本题难度不大，主要考考查了炼铁过程，掌握化石燃料、炼铁鼓风原因、赤铁矿冶铁等基础知识是解答本题的关键。26．铁是现代化学工业的基础，是人类进步必不可少的金属材料。Ⅰ．高炉炼铁(1)工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气，炼铁得到的是（选填“生铁”、“纯铁”或“钢”）。(2)下列说法正确的是______。A．焦炭能在炼铁过程中提供热量B．石灰石的作用是除去矿石中杂质C．排放的高炉气中含量最高的是Ⅱ．模拟工业炼铁【查阅资料】①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。②与稀盐酸反应生成水。(3)实验时，观察到硬质玻璃管中，说明反应发生，此时，试管中发生反应的化学方程式为。(4)实验结束并冷却至室温后，小明将CO换成空气持续通入一段时间，他的目的是。(5)反应生成的黑色固体可能是：①Fe；②；③。请设计实验验证生成的黑色固体中是否有，写出实验步骤和现象：。【答案】(1)生铁(2)AB(3)红色粉末变黑(4)除去装置内的CO，防止污染空气(5)Fe和/、Fe取一定质量的黑色固体于烧杯中，加入一定质量的足量稀盐酸，充分反应后，称量并计算反应前后的质量变化量，根据化学方程式求出铁的质量，与所取黑色固体质量进行对比，若相等，则无；若不相等，则黑色固体中含【详解】（1）工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气，炼铁得到的是生铁；（2）A、焦炭在空气中燃烧放出大量的热，能在炼铁过程中提供热量，正确；B、石灰石的作用是除去二氧化硅，形成炉渣，除去矿石中杂质，正确；C、排放的高炉气中含量最高的不一定是CO2，还可能是没有参加反应CO，错误。故选AB。（3）氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，实验时，观察到硬质玻璃管中固体由红变黑，说明反应发生，此时，试管中发生反应是二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；（4）一氧化碳具有毒性，实验结束并冷却至室温后，小明将CO换成空气持续通入一段时间，他的目的是除去装置内的CO，防止污染空气；（5）Fe、Fe3O4都是黑色固体，反应生成的黑色固体可能是它们中一种或两种即：①Fe；②Fe3O4③Fe和Fe3O4；Fe3O4与稀盐酸反应生成水，铁与稀盐酸反应产生氢气，实验验证生成的黑色固体中是否有Fe3O4，实验步骤和现象：取一定质量的黑色固体于烧杯中，加入一定质量的足量稀盐酸，充分反应后，称量并计算反应前后的质量变化量，根据化学方程式求出铁的质量，与所取黑色固体质量进行对比，若相等，则无Fe3O4；若不相等，则黑色固体中含Fe3O4。五．一氧化碳还原氧化铁实验（共10小题）27．如图所示，小海同学进行了模拟炼铁的实验。下列有关该实验的说法正确的是A．实验开始前先通入CO再点燃A装置B．硬质玻璃管中的现象是固体由黑变红C．B装置的作用是吸收二氧化碳D．A和C两处的酒精灯作用相同【答案】A【详解】A、一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸，因此实验开始前应先通入一段时间CO再点燃A装置，其目的是排尽装置内的空气，防止爆炸，说法正确，符合题意；B、硬质玻璃管中发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，实验现象是固体由红色变黑色，说法错误，不符合题意；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则B装置的作用是检验二氧化碳，说法错误，不符合题意；D、A处酒精喷灯的作用是加热，C处酒精灯的作用是点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气，因此A和C两处的酒精灯作用不相同，说法错误，不符合题意。故选：A。28．将草酸（，沸点约，分解温度约）隔绝空气加热，得到的混合气体（已知草酸可分解为、，草酸钙难溶于水）。为探究的成分，设计如下图所示实验。下列说法不正确的是A．草酸中的化合价是+3B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊．则中一定含C．若甲试管内溶液变浑浊，则中一定含有D．若加热所得混合物不经充分冷却，则中可能混有草酸蒸气【答案】C【详解】A、草酸化学式为H2C2O4，其中氢元素化合价为+1，氧元素化合价为-2，设碳元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知：，即碳元素的化合价为+3，故A不符合题意；B、丙中固体变黑是因为氧化铁和一氧化碳反应生成了黑色的铁粉和二氧化碳，二氧化碳使丁试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO，故B不符合题意；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，但题干提供信息，草酸的沸点低于分解温度，草酸在分解时会有一部分草酸变为草酸蒸气，进入澄清石灰水中生成草酸钙沉淀，也可以使澄清石灰水变浑浊，故若甲试管内溶液变浑浊，则M中不一定含有CO2，故C符合题意；D、因为草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃，如果温度没有冷却到150℃以下，则M中可能混有草酸蒸气，故D不符合题意。故选C。29．下列图像能正确反映对应过程中相关物理量的变化趋势的是A．用红磷燃烧测定空气里氧气的含量B．向等质量、等浓度的稀硫酸中分别逐渐加入锌粉和铁粉至过量C．向一定量pH=3的稀硫酸中不断加水D．高温条件下，向一定量的氧化铁中通入一氧化碳【答案】B【详解】A、红磷燃烧放出热量，装置内的压强增大，足量的红磷将装置内的氧气耗尽，装置冷却至室温后，装置内的压强减小，且小于原压强，图示错误；B、向等质量、等浓度的稀硫酸中分别逐渐加入锌粉和铁粉至过量，酸完全参加反应，则最终生成氢气的质量相等。每56份质量的铁完全反应生成2份质量的氢气，每65份质量的锌完全反应生成2份质量的氢气，反应的金属质量相等时，铁反应生成的氢气较多，图示正确；C、向一定量pH=3的稀硫酸中不断加水，溶液的酸性减弱，pH增大，但溶液始终呈酸性，pH不会等于7，更不会大于7，图示错误；D、在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，固体的质量不会为零，图示错误。故选：B。30．某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是A．盛装药品前应先检查装置气密性B．加热后，玻璃管中的红色固体逐渐变黑C．方框中连的是C，D，管口的连接顺序为a→b→c→dD．这种方法炼出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳【答案】C【详解】A、该实验有气体参与反应，故盛装药品前应先检查装置气密性，防止装置漏气，影响实验，不符合题意；B、该实验中，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故加热后，玻璃管中的红色固体逐渐变为黑色，不符合题意；C、方框中连的是C，D，C装置应用于收集尾气，气体的密度比水小，则应从c端通入气体，水从b端排出，b端连接d端，将水排入烧杯中，故管口的连接顺序为a→c→b→d，符合题意；D、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故这种方法炼出的铁是纯铁，工业上炼出的铁是生铁，生铁是铁碳合金，故纯铁和生铁在组成上最大的区别是不含碳，不符合题意。故选C。31．2023年5月，大连湾海底隧道贯通，我国自主研制的盾构机起了重要作用。盾构机的壳体、刀盘等都使用了钢材。回答下列问题。(1)高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应，反应的化学方程式为；(2)反应中的还原剂为。【答案】(1)(2)一氧化碳/CO【详解】（1）高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；（2）反应中一氧化碳夺走氧化铁中的氧，作为还原剂。32．“共享单车”作为代步工具，轻便灵活又环保。由于符合“低碳出行”的理念，颇受年轻人的喜爱。回答下列问题：(1)“低碳出行”理念中的“碳”指的是。(2)部分自行车车身表面出现生锈的现象，是因为铁与空气中的接触。(3)生产自行车用的最多的材料是金属铁，工业上用赤铁矿（主要成分为氧化铁）与一氧化碳来炼铁的化学方方程式为，该反应中发生了还原反应。【答案】(1)二氧化碳/CO2(2)水、氧气(3)氧化铁/Fe2O3【详解】（1）“低碳出行”理念中的“碳”指的是二氧化碳;（2）铁与水、氧气同时接触会生锈；（3）赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁与二氧化碳，该反应的化学方程式为：；该反应中氧化铁中的氧被一氧化碳夺去，发生还原反应。33．2023年12月31日，“走复兴大桥.看南昌变化”南昌市第十二届迎新健步行活动于9时18分正式开幕。复兴大桥是“十桥同架”规划首座实现主线贯通的大桥。盾构机的壳体、刀盘等都使用了钢材。回答下列问题：(1)与纯铁相比，钢铁的优良性能有（填一种）。(2)高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应，反应的化学方程式为。反应中的还原剂为。(3)焊接钢轨的反应原理是铝与氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝，该反应的化学方程式为。【答案】(1)硬度大（答案不唯一，合理即可）(2)一氧化碳/CO(3)【详解】（1）钢铁中含有少量的碳元素，特殊性能的钢含有其它元素，钢铁比纯铁具有硬度大、熔点低，抗腐蚀性能更好等优点，故填写：硬度大（答案不唯一，合理即可）。（2）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应，生成铁和二氧化碳，化学方程式为：，故填写：；一氧化碳在该反应中夺氧元素的功能，属于还原剂，化学式为：CO，故填写：一氧化碳或CO。（3）铝与氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝，该反应的化学方程式为：，故填写：。34．如图为CO还原Fe2O3的微型装置图，请回答下列问题。(1)a处反应的化学方程式为；实验开始时先通一氧化碳再加热的目的。(2)b处V型管内的现象，化学方程式为。【答案】(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸(2)澄清石灰水变浑浊Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O【详解】（1）a处发生的反应是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；实验开始时先通一氧化碳再加热的目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；（2）b处发生的反应是二氧化碳和澄清石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙和水，V型管内的现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。35．某兴趣小组利用如图所示的装置在实验室模拟炼铁。(1)写出装置A中发生的化学反应的现象。(2)B装置的作用是什么？【答案】(1)固体由红色变为黑色(2)检验生成的二氧化碳，并收集一氧化碳【详解】（1）装置A中发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，实验现象为固体由红色变为黑色；（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳有毒且与澄清石灰水不反应，则B装置的作用是检验生成的二氧化碳，并收集一氧化碳。36．化学是一门以实验为基础的科学。请结合图示回答问题：(1)仪器①的名称为。(2)实验室用A装置制取氧气，发生反应的化学反应方程式为，其中，二氧化锰是该反应的(填“反应物”“生成物”或“催化剂”)。(3)用E装置收集氧气，实验完毕后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯的目的是。(4)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，应选择装置的组合是(填字母序号)。(5)某化学兴趣小组利用甲酸(HCOOH)与浓硫酸制备一氧化碳，并用如图装置测定赤铁矿样品中氧化铁的质量分数。(已知：)①装置甲中热水的作用是。②实验前称量赤铁矿样品的质量为m1g，当乙装置中固体质量不再改变时，称量发现乙装置中固体的质量减少了m2g，计算该样品中氧化铁的质量分数为(用含m1和m2的式子表示)。【答案】(1)集气瓶(2)生成物(3)防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂(4)BD或BE(5)提供和控制反应的温度【详解】（1）由图可知，仪器①的名称为集气瓶；（2）A装置为固体加热型装置，且试管口有一团棉花，说明是用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学反应方程式为；其中，二氧化锰是该反应的生成物；（3）用E装置排水法收集氧气，实验完毕后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯的目的是防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂；（4）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气为固液常温型反应，发生装置选B，氢气难溶于水，可用排水法收集，氢气的密度比空气小，可用向下排空气法收集，则实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，应选择装置的组合是BD或BE；（5）①该反应为60~80℃下发生，则装置甲中热水的作用是提供和控制反应的温度；②乙装置中赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为，根据化学方程式可知，乙装置中固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量，即氧化铁中氧元素的质量为m2g，则氧化铁的质量为，则该样品中氧化铁的质量分数为。六．金属冶炼的计算（共7小题）37．某工厂要用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼制生铁，若要炼制含铁96%的生铁126吨，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为A．216t B．240t C．125t D．200t【答案】B【详解】设：炼制含铁96%的生铁126吨需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为。由于在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量=216t÷（1－10%）=240t。综上所述：选择B。38．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【详解】A、由反应的化学方程式：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，则铁的氧化物中氧元素的质量为，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z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=16.8g-2.8g=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，，说法不正确；答案：C。