2021-2022学年鲁教版（五四制）九年级全册化学常考实验小练（5）铁的冶炼

2021-2022学年九年级全册化学鲁教版（五四制）常考实验小练
（5）铁的冶炼
一、知识讲解
1、实验室用CO还原氧化铁
(1)实验装置
(2)实验步骤
①检查装置气密性。 ②装入药品并固定。
③点燃酒精灯B。 ④向玻璃管中通入CO。
⑤点燃酒精喷灯A。 ⑥反应完成后，熄灭酒精喷灯A。
⑦试管冷却后停止通入CO。 ⑧熄灭酒精灯B。
(3)实验现象
①红色粉末逐渐变为黑色，黑色粉末能被磁铁吸引。
②生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
③尾气燃烧并产生蓝色火焰。
(4)实验原理：
(5)注意事项
①通入一段时间一氧化碳，待玻璃管内的空气全部被排净后再点燃酒精喷灯，防止高温加热不纯净的一氧化碳引起爆炸。
②实验开始时，点燃末端酒精灯，防止有毒的一氧化碳进入空气中，污染空气。
③实验结束后，先熄灭酒精喷灯，此时还要继续通入CO，待装置冷却到室温停止通入CO，防止刚被还原得到的铁被再次氧化。
④本实验反应条件需要高温，如果没有酒精喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
2、工业炼铁
(1)反应原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁矿石中还原出来。
(2)化学反应方程式：
(3)焦炭的作用：一是为了提供能量，二是为了提供还原剂。冶炼过程中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
二、跟踪练习
1.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9-1-4所示装置进行实验。下列说法正确的是( )
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，含有未反应的固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
2.下图是用CO模拟炼铁的实验装置图，相关叙述错误的是（ ）
A.实验开始时应先点燃酒精喷灯，后通CO
B.该反应的化学方程式为
C.实验中，石灰水变浑浊可以证明有生成
D.点燃尾气，以免污染空气
3.如图是实验室模拟工业炼铁原理的装置图，下列说法正确的是( )
A.反应开始前应先通一氧化碳气体，再点燃酒精喷灯
B.加热一段时间后玻璃管内的现象是黑色固体变红
C.澄清石灰水的作用是检验气体生成物并吸收多余的一氧化碳
D.反应前后玻璃管内固体的质量差就是反应生成的二氧化碳的质量
4.小明笔记中有处错误，你认为是图中的( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
5.如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是( )
A.开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳
B.实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色
C.参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40:7
D.将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气
6.实验室用如图装置模拟炼铁。下列说法正确的是( )
A.磁铁矿的主要成分是
B.应先加热再通入CO
C.红棕色的逐渐变黑
D.气体通过澄清石灰水后可直接排放
7.铁是目前世界年产量最高的金属。
（1）生活中，用铁锅炒菜是利用了金属铁的__________性。
（2）验证铁和铜的金属活动性顺序，除铁外还需要用到的一种试剂是__________。
（3）小倩同学根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。
①实验开始时，应先给氧化铁加热还是通一氧化碳
②加热一段时间后，A装置玻璃管内的现象是__________，反应的化学方程式为 __________；
③你认为该装置是否需要添加尾气处理装置并说明理由__________。
8.物质的性质决定着物质在生产和生活中的用途。木炭和一氧化碳都具有还原性，可用于冶炼金属。请根据下图回答。
（1）请写出下列反应的化学方程式。
①木炭还原氧化铜：______________。②一氧化碳还原氧化铁：______________。
（2）A、B装置中澄清石灰水的作用是________________。
（3）B装置最右端酒精灯的作用是________________。
（4）在A装置中，当观察到________时，证明木炭粉末和氧化铜粉末已经完全反应。
9.钢铁在生产生活中有广泛应用。工业用铁矿石炼铁，实验室也可模拟炼铁。
Ⅰ.工业炼铁
（1）工业炼铁的主要设备为_____。
（2）上述设备中焦炭生成CO的原理为_____（用化学方程式表示）。
（3）某钢铁公司用960万吨含氧化铁60%的赤铁矿炼铁，最多能得到的含杂质4%的生铁多少万吨_____。
Ⅱ.实验室模拟炼铁
（4）实验室模拟炼铁的装置如图1所示。
①写出仪器a的名称_____。
②澄清石灰水的作用_____（用化学方程式表示）。
（5）实验室可用加热草酸晶体（，熔点为101℃）的方法获得CO。
其原理为：。
用该方法制备CO选用图3所示装置而不选用图2的理由是_____。
10.甲同学设计了如图所示的实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证实验产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳以排出装置中的空气，然后继续实验。
（1）B中反应的化学方程式是________，该反应的还原剂是________。
（2）实验过程中，C中的现象是________，D处点燃的目的是________。
（3）对该实验的分析正确的是________（填字母）。
a.实验结束时应先熄灭B处酒精灯
b.C中增加的质量与B中固体减少的质量相等
c.反应开始后通入2.8g一氧化碳可生成6.4g铜
d.反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
（4）甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A也可达到同样的目的，理由是________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验需要增加尾气处理装置，故A错误；该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热，目的是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故B正确；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，无明显现象，不能检验气体产物，故C错误；反应结束后，含有未反应的固体，氧化铁和铁均能与稀盐酸反应，不能采用加入盐酸的方法来提纯铁，故D错误。
2.答案：A
解析：A、反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热，目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸，符合题意；
B、一氧化碳还原氧化铁反应生成铁和二氧化碳，则硬质玻璃管内反应的化学方程式可能是，不符合题意；
C、二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，实验中，石灰水变浑浊可以证明有生成，不符合题意；
D、尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，可以点燃尾气，以免污染空气，也可是收集，不符合题意。故选A。
3.答案：A
解析：CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热可能会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃酒精喷灯加热，A正确。氧化铁是红色固体，玻璃管内的反应现象是红色粉末逐渐变为黑色，B错误。一氧化碳不与氢氧化钙反应，也不易溶于水，因此，澄清石灰水的作用只是检验气体生成物，不能吸收多余的一氧化碳，C错误。依据化学方程式可知，反应前后玻璃管内固体的质量差，是氧化铁中氧元素的质量，D错误。
4.答案：B
解析：赤铁矿的主要成分是氧化铁，A正确；一氧化碳夺走了氧化铁中的氧，发生了氧化反应，体现的是一氧化碳的还原性，B错误；该反应的条件是高温，C正确；该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，D正确。
5.答案：D
解析：实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，A错误；一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，B错误；反应的化学方程式为，参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为160：（28×3）=40:21，C错误；一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管末端排出的气体点燃或用气球收集，D正确。
6.答案：C
解析：本题考查一氧化碳与氧化铁的反应。磁铁矿的主要成分是，A错误；实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，防止加热一氧化碳和空气的混合物而爆炸，B错误；一氧化碳能与氧化铁反应生成铁粉，实验中可以观察到红棕色粉末逐渐变黑，C正确；一氧化碳有毒，不能与石灰水发生反应，若将尾气直接排放，会污染环境、影响人体健康，应该采用点燃或收集的方法处理尾气，D错误。
7.答案：（1）导热
（2）硫酸铜溶液
（3）①先通一氧化碳
②红色固体逐渐变为黑色；
③否；因为B装置可收集多余的CO
8.答案：（1）①②
（2）检验是否有二氧化碳生成
（3）除去未反应的一氧化碳气体，防止污染空气
（4）竖立的试管内导管口不再有气泡冒出
解析：（1）木炭和一氧化碳能夺取金属氧化物中的氧，生成，同时得到金属单质。
（2）利用能使澄清石灰水变浑浊的性质，验证反应是否生成。
（3）因CO有毒，能污染空气，因此需将未反应的CO燃烧掉。
（4）A装置中插入澄清石灰水中的导管口没有气泡冒出，说明不再有生成，证明反应已结束。
9.答案：（1）高炉 （2） （3）420 （4）酒精喷灯；（5）防止草酸晶体加热融化将导管堵塞
解析：（1）工业炼铁的主要设备为高炉，故填高炉。
（2）焦炭生成CO的原理是二氧化碳与碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，故反应的化学方程式写为：。
（3）解：设生成生铁的质量为x
960万吨×60％××100％=x×（1 4％）
x=420万吨
答：生成生铁的质量为420万吨。
（4）①仪器a的名称是酒精喷灯，故填酒精喷灯。
②澄清石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故反应的化学方程式写为：。
（5）图3中试管口向上倾斜能防止草酸晶体加热融化将导管堵塞，故填防止草酸晶体加热融化将导管堵塞。
10.答案：（1）；CO
（2）澄清石灰水变浑浊；防止有毒气体CO逸散到空气中污染空气
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（4）为了排尽装置中的空气，反应前已通入一段时间的CO，C装置中石灰水不变浑浊