生铁的冶炼-中考化学一轮复习

考点28生铁的冶炼

M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

i.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

^弓重点考向

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

FezChFesO4FeS2FeCO3CuFeSzCu2sA12O3

⑥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（FezCh）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（FezCh）B.磁铁矿（Fes。。

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:

A.赤铁矿B.孔雀石C.方解石D.辉铜矿

：)

(FeO3[CU2(OH);CO3](CaCO3)<Cu;S)

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（)

B.“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为FezCh）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（

C+Xcc+X

°2-®^c°2-©-

A.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FezCh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:

稀硫酸稍过量铁屑

含铜*过滤fCu、Fe

废料

滤液X

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FeSCU

C.“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。

高温

(4)化学方程式：①3co+Fe2O3T2Fe+3co2(硬质玻璃管中)；

②Ca(OH)2+CO2=CaCO3J+H2O(试管中)；

③2co+02型2co2(酒精灯处)o

(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、焦炭、石天石

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO,

开始生成生

形成炉渣

CCVC雪

O2+C=^JO2

风口

炉渣t

出铁点匚

（4）炉内的主要反应

①产生CO：

点燃高温

C+O2=CO2,CO2+C=2CO„

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

品易错警示

（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。

全方法技巧

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FezCh

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

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（）

CO

A.磁铁矿的主要成分是FezCh

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

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:

赤铁矿、焦炭、石灰石（主要成分CaCCh）

］厂＞高炉气体（主要成分Na、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“金属九“高炉气体”中的（填化学

式）会导致酸雨。

（2）“煨烧”时：

声’日

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）。

②用化学方程式表示利用CO炼铁的原理o

③CaCCh和SiCh固体在高温条件下发生反应，生成C02气体和CaSiCh,该反应的化学方程式为一

（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.镀耐腐蚀的铭层

C.用盐水清洗D.久置于酸性环境

当真题再现

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（）

f尾气处理

A.反应前后Fe元素的化合价由+2价变为。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CO2D,可用水吸收尾气中的CO

2.（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CO

B.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）2③CuCb④Cu2（OH）2cCh［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CuC12、FeCb的某工业

废液中回收金属铜和FeCh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2FeCb+Fe=3FeC12

［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0

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CuCb、FeCb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FeCb。

［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2mLi0%NaOH溶液，滴加5%CuSCU溶液5滴（每滴溶液按0.04mL

计算。两种溶液的密度均按Ig/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“CU2。””或"Cu(OH)力。

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:

尾

气

气

体

处

产

理

清

物

灰

水：

BCD

(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o

(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

试齐II是O

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

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

2.充分燃烧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

3.现有384t含Fe2C>380%赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为（）

A.320tB.224tC.206tD.112t

譬1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o

（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to

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2003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.高温燃烧含杂质10%的石灰石（主要成分为CaCCh）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

4

铁矿（主要成分为FezCh）炼铁，反应原理为Fe2O3+3CO图通2Fe+3CO2«若该厂日产含铁1.4xl0t的生

铁，至少需要含FezCh80%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FezCh・尤在0,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、镀铭等。

（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，如在铁制品中加入保、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

（I费和环境污染

保护金属资源（（阻止金属的锈蚀

七W咨"回收利用废旧金属

I有效途径《一

有计划、合理地开采

、寻找金属的代用品

◎《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。

帘方法技巧

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02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