6.3金属矿物与冶炼-2021_2022学年九年级化学科粤版（2012）下册（含解析）
文档属性
| 名称 | 6.3金属矿物与冶炼-2021_2022学年九年级化学科粤版（2012）下册（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 371.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-12-27 09:44:51 | ||
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文档简介
6.3金属矿物与冶炼
一、选择题（共16题）
1．新推出的全球最快 5G 折叠屏手机——Mate X 相当于把手机、iPad 和笔记本电脑三件组合精简为两件，以下有关说法不正确的是（ ）
A．折叠屏的材料可能是软质的有机合成材料
B．手机充电时是把电能转化为化学能
C．废弃的手机不用回收
D．利用化学知识和新技术生产更多的化学材料，造福人类
2．炼铁高炉中发生了以下反应：①高温下一氧化碳将氧化铁还原成铁 ②高温锻烧石灰石 ③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧，其中属于化合反应的是
A．①和④ B．③和④ C．②和③ D．只有④
3．下列关于工业炼铁的做法或说法不正确的是（ ）
A．使用的原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气
B．焦炭的一个作用是提供热量
C．因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高
D．炼铁高炉内焦炭夺取氧化铁中的氧而生成了生铁
4．下列化合物不是黑色的是
A．MnO2 B．Fe3O4 C．Fe2O3 D．CuO
5．下列实验现象描述正确的是（）
A．二氧化碳通入澄清的石灰水：导管口有气泡冒出，澄清石灰水变红色
B．一氧化碳还原氧化铁：红棕色固体变成银白色
C．点燃一氧化碳：产生蓝色火焰，放热
D．空气中加热铜丝：紫红色金属变成黑色氧化铜
6．下列金属的活动性最弱的是
A．银 B．铜 C．铝 D．钠
7．下列对相关实验现象的描述正确的是（ ）
A．木炭在空气中燃烧，生成黑色固体
B．铜片投入稀盐酸中，产生大量气泡
C．镁带在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
D．把盛有浓盐酸的试剂瓶的盖子打开后，瓶口上方会出现白雾
8．Fe2O3、ZnO、CuO的固体混合粉末a g，在加热条件下用足量CO还原，得到金属混合物2.41 g，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生5.00 g白色沉淀，则a的数值为
A．3.21 B．3.59 C．7.41 D．2.46
9．A、B、C、D四位同学对知识的整理，完全正确的是
A．A B．B C．C D．D
10．下列化学方程式书写不正确的是
A．CH4 + 2O22H2O + CO2 B．CaCO3+2HCl= CaCl2+ H2O+CO2↑
C．Fe + O2 Fe3O4 D．3CO + Fe2O3 2 Fe + 3 CO 2
11．下列说法错误的是（ ）
A．钟乳石的形成过程一定伴有化学变化
B．工业上炼铁利用的是CO的可燃性
C．制月饼用到的鸡蛋和面粉都属于混合物
D．遭遇火灾时，不要慌张，可用湿毛巾捂住口鼻，蹲下靠近地面或沿墙壁跑离火灾区域
12．下列物之间的转化，不能通过一步反应实现的是（ ）
A．Fe2O3→Fe B．Cu→CuCl2 C．Al→Al2O3 D．CO2→CaCO3
13．下列对实验现象的描述错误的是
测定空气中氧气的含量 镁条在空气中燃烧 一氧化碳与氧化铁反应 用肥皂水区分硬水和软水
A．集气瓶内的液面上升约至刻度“1”处 B．产生耀眼白光，生成白色固体 C．玻璃管内红色粉末变为黑色 D．软水中无泡沫，硬水中有大量泡沫
A．A B．B C．C D．D
14．下列实验现象记录正确的是
A．把铜丝放入硫酸铝溶液中，溶液变为蓝色
B．将一氧化碳通入灼热的氧化铁中，红棕色固体逐渐变为银白色
C．将铁粉加入到足量的稀硫酸中，银白色固体逐渐减少至消失，固体表面产生气泡
D．将少量高锰酸钾加入足量水中很快溶解形成紫红色溶液
15．下列有关实验操作的“先”与“后”的说法中正确的是
A．制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性
B．加热高锰酸钾并用排水法收集氧气实验结束时，先熄灭酒精灯，后移出导管
C．加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热
D．一氧化碳还原氧化铁实验结束时，先停止通一氧化碳，过段时间后停止加热
16．碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X表示转化中的另一种反应物。下列说法正确的是
A．X若是氧化铜，可以观察到红色固体变黑 B．反应①可能是高炉炼铁的主要原理
C．打开碳酸饮料瓶盖时会发生反应② D．从图中可知，CO2不可能转化成CO
二、综合题（共6题）
17．钢铁在生产生活中有广泛应用。
I．实验室模拟炼铁
（1）实验室模拟炼铁的装置如图所示。
①仪器 a 的名称是 ______。
②实验中澄清石灰水出现白色浑浊的原因是______（用化学方程式表示）。
③尾气的处理方法是______ 。
II．工业炼铁方式
（2）一种工业炼铁方法如图所示。
①催化反应室中，CH4与 CO2 或 H2O 在高温下均能发生反应，产物相同，写出相应的化学方程式：______。
②流程中 CH4除产生还原性气体外，还有的作用是 ______。
③某钢铁公司用 800 万吨含氧化铁 60%的赤铁矿炼铁，最多能得到含杂质 4%的生铁多少万吨？（写出计算过程）______。
18．金属及其化合物是初中化学学习的重要内容。
（1）①北宋《<浸铜要略〉序》载有“山麓有胆泉（硫酸铜溶液），土人汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其屑，锻炼成铜。”请用化学方程式表示其原理___________。
②下列有关金属的说法中，错误的是___________（填字母）。
A用铁锅炒菜利用了铁的导热性 B真金不怕火炼是因为黄金熔点高
C用钨丝做灯丝利用了钨的导电性 D铜被做成铜丝利用了铜的延展性
③铁在潮湿的空气中易生锈，可用稀盐酸除去。请写出用盐酸除铁锈的化学方程式：___________。
（2）下图是实验室利用CO还原氧化铁的装置示意图。请完成以下问题。
①如图所示，玻璃管中发生的现象是___________，该图中共发生了___________个化学变化。
②写出检验一氧化碳反应后生成物的化学方程式：___________。
③若取8g氧化铁粉末放入硬质玻璃管中，先通入CO，然后用酒精喷灯加热一段时间，停止加热并继续通入CO至装置冷却。称量硬质玻璃管内剩余固体的质量为mg，则m的取值范围是___________。
（3）实验室用足量一氧化碳还原10g赤铁矿，充分反应后，测得生成二氧化碳的质量为6.6g，则该赤铁矿中氧化铁的质量分数是多少？___
19．人类对金属的冶炼和使用经历了漫长的历史。
（1）模拟炼铁的实验装置如图所示，请回答下列问题：
加热氧化铁之前，先通一段时间CO的作用是 ________ 。加热后，玻璃管中的实验现象为： ________ ；试管里的澄清石灰水变浑浊，原因是 ________ （用化学方程式表示）；实验设计的最后一步放置酒精灯目的是 ____ 。
（2）为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，用足量的一氧化碳与20g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应)，并将生成的气体用氢氧化钠溶液完全吸收，溶液总质量与反应时间的变化关系如图。上述反应产生二氧化碳的质量为 ________ g。
（3）该赤铁矿石中氧化铁的质量分数 ___ 。（根据化学方程式写出完整的计算步骤，结果保留一位小数）
20．在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组用以下装置进行研究：
（査阅资料）Ⅰ.碎瓷片能防爆沸，碱石灰能作干燥剂。
Ⅱ.氢气的化学性质与一氧化碳相似。
Ⅲ.铁的氧化物中，只有Fe2O3是红棕色，其余均为黑色，只有Fe3O4能被磁铁吸引。
（推断）（1）观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是__________。
（2）探究B装置中剩余固体成分是什么？
（初步探究）B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引
（猜想与假设）猜想一：剩余固体是Fe和Fe3O4猜想二：剩余固体是___________。
（实验探究）
实验操作 实验现象 结论
取样，加入________（填试剂） _____ 猜想一正确
（实验结论）铁与水蒸气反应的化学方程式为__________，该反应为__________（填基本反应类型）。
（含量测定）取B装置中剩余黑色固体2.90g，与足量的CO反应后所得固体质量为2.26g，则原剩余黑色固体中Fe3O4的质量分数为__________。
21．下图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。
（1）写出B装置玻璃管内看到的实验现象________，化学方程式为________。
（2）实验开始时，要先通一会CO再加热，其目的是________．
（3）反应过程中C处澄清的石灰水会变浑浊，化学方程式是________________
（4）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因______________。
（5）5.6g铁粉样品（含有杂质铝或铜中的一种）与足量的盐酸反应产生0.19g氢气，则该样品的组成为_________，将一定量的该样品加入到硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，待反应结束后，过滤在残渣中加入适量的稀盐酸有气泡，产生则滤液中一定含有的溶质是___________
（6）将5.6g铁，放入100g稀硫酸中，恰好完全反应,称得反应后溶液质量为105.4g，求稀硫酸中溶质的质量分数。_____
22．实验室模拟炼铁（装置如图1）
已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠和氢氧化钙混合溶液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。请回答下列问题：
（1）实验过程中A处玻璃管中现象：______，写出该反应的化学方程式：______。
（2）实验装置按图2连接，请将以下四步按正确操作步骤排序：______（填序号）。
a、点燃A处酒精喷灯 b、通入CO c、停止通入CO d、熄灭酒精喷灯
（3）实验装置图中虚线框内装置起到的作用有______（填序号）。
A 收集一氧化碳 B 吸收二氧化碳 C 检验二氧化碳
（4）已知此反应过程中温度不同，可能生成铁的不同的氧化物。原固体Fe2O3质量为48.0g，现用热分析仪记录CO与Fe2O3进行反应时有关数据，得到固体质量与反应温度的关系曲线如图2所示。
①根据图像分析，写出D点时固体成分的化学式______。
②若B点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是______。
（5）某钢铁厂采用磁铁矿炼铁，日产含铁1.26×104t的生铁，至少需要含Fe3O480%的磁铁矿的质量是多少？______（写出计算过程）
参考答案
1．C
【详解】
A、折叠屏的材料可能是软质的有机合成材料，故选项正确；
B、手机充电时，消耗电能，产生化学能，故是将电能转化为化学能，故选项正确；
C、手机中的一些重金属废弃后会污染土壤，回收后会减少对环境的污染，故选项错误；
D、利用化学知识和新技术生产更多的化学材料，造福人类，故选项正确。
故选C。
2．B
【分析】
化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
【详解】
①一氧化碳和铁矿石反应生成铁和二氧化碳，该反应是两种物质反应生成两种物质，不属于化合反应；②高温锻烧石灰石生成二氧化碳和氧化钙，该反应是由一种物质生成两种物质，属于分解反应；③灼热焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳，该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应；④焦炭充分燃烧生成二氧化碳，该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应。四个反应中属于化合反应的是③和④。故选B。
3．D
【详解】
A、使用的原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气，正确；
B、焦炭的一个作用是燃烧放出大量的热，提供热量，正确；
C、因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高，正确；
D、炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧生成铁，还原剂为一氧化碳不是焦炭，错误。
故选D。
4．C
【详解】
A、二氧化锰是黑色的；B、四氧化三铁是黑色的；C、氧化铁是红色的；D、氧化铜是黑色的。故选C。
5．C
【详解】
A、二氧化碳通入澄清的石灰水中，生成碳酸钙沉淀和水，会观察到澄清的石灰水变浑浊，故选项说法错误。
B、一氧化碳还原氧化铁，红棕色固体逐渐变成黑色，故选项说法错误。
C、点燃一氧化碳：产生蓝色火焰，放热，故选项说法正确。
D、空气中加热铜丝，紫红色金属变成黑色，变成氧化铜是实验结论不是实验现象，故选项说法错误。
故选：C。
6．A
【详解】
试题分析：金属活动性最弱的是银。故选A
7．D
【详解】
A、木炭在空气中燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，描述错误；B、铜片和稀盐酸不反应，不会产生气体，描述错误；C、镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体，描述错误；D、浓盐酸具有挥发性，挥发出来的氯化氢气体能和空气中的水蒸气结合生成盐酸小液滴，瓶口上方会出现白雾，描述正确。故选D。
8．A
【解析】
设生成的二氧化碳的质量为x，
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
44 100
x 5g
x=2.2g，
发生的有关反应为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，ZnO+COZn+CO2，CuO+CO Cu+CO2，二氧化碳中碳元素的质量等于一氧化碳中碳元素的质量，故一氧化碳中碳元素质量为：2.2g×=0.6g，一氧化碳中氧元素质量为0.6g×=0.8g，二氧化碳中氧元素的质量为2.2g-0.6g=1.6g，从反应方程式可以看出，CO2中的O原子来源于CO和金属氧化物，故金属氧化物中氧元素的质量为1.6g-0.8g=0.8g，所以金属氧化物的质量为2.41g+0.8g=3.21g，即a=3.21。故选A。
9．C
【解析】A、物质在微观上都是由粒子构成的，如：铁是由铁原子直接构成的；氮气是由氮分子构成的；错误；B、氧气不易溶于水、密度比空气大，故可以用排水法和向上排空气法收集，甲烷密度比空气小，可用向下排空气法收集，错误；C、金刚石硬度大，用于划玻璃，活性炭具有吸附性，用于防毒面具，石墨具有导电性，用于电极，此项性质和用途对应正确，正确；D、生铁和钢性质不同，是因为含碳量不同；水和过氧化氢性质不同，是因为构成物质的分子不同，错误。故选C。
点睛：物质的构成决定性质，性质决定用途。
10．C
【详解】
A、甲烷燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为，不符合题意；
B、碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为，不符合题意；
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式未配平，正确的反应的化学方程式为，符合题意；
D、一氧化碳与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，不符合题意。
故选C。
11．B
【详解】
钟乳石的形成过程是碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙的过程，属于化学变化，A正确；工业上用CO还原氧化铁的反应来炼铁，利用的是CO的还原性，不是可燃性，B错误；鸡蛋中含有蛋白质、水等成分，面粉中含有淀粉、纤维素等，都属于混合物，C正确；用湿毛巾捂住口鼻可以防止吸入燃烧时生成的烟尘，另外火灾时产生的有毒气体在受热时密度减小，主要聚集在高处，因此人要蹲下靠近地面或沿墙壁跑离火灾区域，D正确。故选B。
12．B
【详解】
A、利用CO的还原性可以把金属铁从其氧化物中还原出来，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，所以Fe2O3可以直接转化为Fe，故选项错误；
B、在金属活动顺序表中铜位于氢的后面，所以铜不能和稀盐酸反应，所以铜不能一步转化为CuCl2，故选项正确；
C、铝是活泼金属，在常温下就能与氧气反应，生成致密的氧化铝薄膜，化学方程式为：4Al+3O2=2Al2O3，所以Al可以直接转化为Al2O3，故选项错误；
D、CO2可以澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O，所以CO2可以直接转化为CaCO3，故选项错误。
故选B。
13．D
【详解】
A、氧气约占空气总体积的1/5，红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内压强减小，烧杯内的水会进入集气瓶，且进入的水的量等于消耗的氧气的体积，集气瓶内的液面上升约至刻度“1”处，此选项正确；
B、镁条在空气中剧烈燃烧，能看到耀眼的白光，同时有白色固体生成，此选项正确；
C、氧化铁是红色的，铁粉是黑色的，氧化铁在加热时能被一氧化碳还原成铁，此选项正确；
D、分别向硬水和软水中加入肥皂水时，软水中泡沫丰富，而硬水中无泡沫，此选项不正确。
故选D。
14．D
【详解】
A. 把铜丝放入硫酸铝溶液中，溶液变为无色，铜与硫酸铝不反应；故A错误。B. 将一氧化碳通入灼热的氧化铁中，红棕色固体逐渐变为黑色；故B错误。C. 将铁粉加入到足量的稀硫酸中，黑色固体逐渐减少至消失，固体表面产生气泡，铁与稀硫酸反应置换出氢气。故C错误。D. 将少量高锰酸钾加入足量水中很快溶解形成紫红色溶液，高锰酸钾能溶于水，其水溶液呈紫红色；故D正确。
15．C
【详解】
试题分析：加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热，防止集中加热将试管炸裂。故选C．
16．B
【详解】
A、若X是氧化铜，氧化铜是黑色，则可观察到黑色固体变红，A错误；
B、高炉炼铁的主要原理是一氧化碳作还原剂，还原铁的氧化物，B正确；
C、打开碳酸饮料瓶，会看到有气体放出，是碳酸分解产生的二氧化碳，C错误；
D、二氧化碳可被碳还原成一氧化碳，故二氧化碳可转化成一氧化碳，D错误。
故选B。
17．酒精喷灯 点燃（或“收集”） 、 燃烧放热，提高还原反应室的温度 解：设所得生铁的质量为x
答：所得生铁的质量为350万吨。
【详解】
I、（1）①由图可知，仪器 a 的名称是酒精喷灯；
②实验中澄清石灰水出现白色浑浊的原因是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为；
③一氧化碳具有可燃性，尾气的处理方法：可在末端加一个点燃的酒精灯；
II、（2）①催化反应室中，CH4 与 CO2 或 H2O 在高温下均能发生反应，生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为、 ；
②流程中 CH4 除产生还原性气体外，还有的作用是燃烧放热，提高还原反应室的温度；
③见答案。
18． BC 红棕色固体逐渐变成黑色 4 5.6≤m<8 解：设该赤铁矿中氧化铁的质量分数为。
赤铁矿中氧化铁的质量分数=
答：该赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%。
【详解】
（1）①反应原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。反应方程式为。
②A、利用铁锅炒菜利用的是金属的导热性。故A正确；
B、真金不怕火炼是指金子的化学性质稳定，在高温的条件下也不会和氧气发生反应。故B错误；
C、因为钨丝具有高熔点，所以用钨丝制作灯丝。故C错误；
D、铜能够做成铜丝是利用了金属的延展性。故D正确。
故选BC。
③因为铁在潮湿的空气中会和水、氧气反应生成氧化铁。故稀盐酸和铁锈反应的化学方程式为。
（2）①因为在玻璃管中发生的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁。所以现象是由红棕色变为黑色。
如图所示，玻璃管中氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，观察到，该图中共发生了4个化学变化，即氧化铁和一氧化碳反应、二氧化碳和氢氧化钙反应、一氧化碳和氧气反应，酒精燃烧生成水和二氧化碳。
②一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁，之后二氧化碳和澄清的石灰水反应，化学方程式为。
③因为当加热时如果一氧化碳和氧化铁完全反应之后剩余的固体质量最小。此时剩余的固体为铁。
设铁的质量为。
故剩余固体质量最小为5.6g。
所以m的取值范围为5.6≤m<8。
（3）（见答案）。
19．排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸 红色固体逐渐变黑 CO2 + Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O 处理尾气，,防止有毒的一氧化碳污染空气 13.2g 80.0%
【分析】
一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，一氧化碳点燃生成二氧化碳。
【详解】
（1）一氧化碳易燃烧，混有杂质气体会发生爆炸，故加热氧化铁之前，先通一段时间CO的作用是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸。一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，加热后玻璃管中的实验现象为红色固体逐渐变黑；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，化学方程为；一氧化碳有毒，易燃烧，故实验设计的最后一步放置酒精灯目的是处理尾气，防止有毒的一氧化碳污染空气。
（2）根据质量守恒定律，反应前反应物总质量等于生成物总质量，氢氧化钠溶液增加的质量为二氧化碳的质量，故反应产生二氧化碳的质量为。
（3）设赤铁矿石中氧化铁的质量为x
故赤铁矿石中氧化铁的质量分数为
20．氢气 四氧化三铁 稀盐酸 有气泡生成 置换反应 设：四氧化三铁的质量为
答：原剩余黑色固体中Fe3O4的质量分数为80%
【详解】
（1）观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体具有还原性，再根据反应物为“铁与水蒸气”，该气体是氢气；
[猜想与假设]能被磁铁吸引的只有铁和四氧化三铁，则猜想其一是四氧化三铁；又不能只有铁没有其他反应物，猜想其二是四氧化三铁；
[实验探究]
根据铁与稀盐酸反应生成气体，进行设计实验：取少量黑色固体与试管中，加入足量的稀盐酸，若固体全部溶解，没有气泡生成，则猜想二正确；若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想易正确，故填：稀盐酸；有气泡生成；
[实验结论]
铁与水蒸气在高温的条件下反应生成四氧化三铁和氢气，该反应是由单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，该反应的化学方程式为:
；
[实验测定]见答案。
21．固体由红棕色变成黑色 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 排净试管内的空气，防止发生爆炸 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O A装置吸收气体中的CO2和H2O，若无A，就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2 Fe、Cu Mg(NO3)2、Fe(NO3)2（或硝酸镁、硝酸亚铁） 9.8%
解：设稀硫酸中溶质的质量为x，
稀硫酸中溶质的质量分数为×100%=9.8%；
答：稀硫酸中溶质的质量分数为9.8%。
【详解】
（1）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，可观察到B装置玻璃管内固体由红棕色变成黑色，反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故填：固体由红棕色变成黑色；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）CO是可燃性气体，当一氧化碳气体不纯时，加热或点燃可能会发生爆炸，实验开始时，要先通一会CO再加热，其目的是排净装置内的空气，防止发生爆炸，故填：排净装置内的空气，防止发生爆炸；
（3）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CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（4）碱石灰主要目的是吸收气体中的CO2和H2O，若无A，就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2，故填：A装置吸收气体中的CO2和H2O，若无A，就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2；
（5）若金属全部是铁，5.6g铁粉产生氢气的质量为，金属全部是铝，5.6g铝产生氢气的质量为，铜不与稀盐酸反应，由于反应产生0.19g氢气，所以则该样品的组成为Fe、Cu；由金属的活动性顺序可知，Mg＞Fe＞Cu＞Ag，将样品加入到硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，待反应结束后，过滤在残渣中加入适量的稀盐酸有气泡，说明铁粉过量，硝酸银溶液中的银被置换出来，铁不与硝酸镁反应，铜未参与反应，则滤液中一定含有的溶质是硝酸镁、硝酸亚铁，故填：Fe、Cu；Mg(NO3)2、Fe(NO3)2（或硝酸镁、硝酸亚铁）；
（6）见答案
22．红棕色固体变为黑色 badc ABC Fe Fe3O4 解：设需要含Fe3O480%的磁铁矿的质量是m。
m= 2.175×104t
答：至少需要该磁铁矿2.175×104t。
【详解】
（1）实验过程中A处发生的反应是红棕色的氧化铁和一氧化碳反应生成黑色的铁，因此玻璃管中的现象是：玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变黑，化学方程式为：。
（2）因为一氧化碳具有可燃性，如果一氧化碳和氧气混合，加热时可能发生爆炸，而实验装置的玻璃管中有空气，所以实验开始时必须先通一氧化碳，排尽装置内的空气后再加热；因为实验结束时，如果先停止通一氧化碳，空气就会进入玻璃管，灼热的铁就会被空气中的氧气氧化，所以结束时必须先停止加热，待装置冷却至室温再停止通一氧化碳。因此实验中正确操作步骤排序为：badc。
（3）因为部分一氧化碳和氧化铁不能完全反应，所以尾气中含有未参加反应的一氧化碳，如果直接排放会污染空气，实验装置图中虚线框内装置B中液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合溶液，且氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强，氢氧化钠溶液能吸收反应生成的二氧化碳，氢氧化钙溶液能检验反应中有二氧化碳生成，且该装置中两根导管都伸至集气瓶的底部，可以收集没有参加反应的一氧化碳气体，因此实验装置图中虚线框内装置起到的作用有：ABC。
（4）①原固体Fe2O3质量为48.0g，计算可得其中铁元素的质量为48.0100%=33.6g，根据图象，D点时固体质量为33.6g，因此D点固体成分为铁单质，其化学式是：Fe。
②因为质量为48. 0g的Fe2O3中铁元素质量为33.6g，而剩余固体中铁元素质量不变，所以B点生成物中铁元素的质量也为33.6g。根据铁元素的质量，B点生成物中氧元素的质量为：46.4g-33.6g=12.8g，根据题意若B点生成物为一成分固定的化合物，设B点生成物的化学式为FexOy，，解得，则得出B点生成物化学式是：Fe3O4。
（5）见答案。
一、选择题（共16题）
1．新推出的全球最快 5G 折叠屏手机——Mate X 相当于把手机、iPad 和笔记本电脑三件组合精简为两件，以下有关说法不正确的是（ ）
A．折叠屏的材料可能是软质的有机合成材料
B．手机充电时是把电能转化为化学能
C．废弃的手机不用回收
D．利用化学知识和新技术生产更多的化学材料，造福人类
2．炼铁高炉中发生了以下反应：①高温下一氧化碳将氧化铁还原成铁 ②高温锻烧石灰石 ③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧，其中属于化合反应的是
A．①和④ B．③和④ C．②和③ D．只有④
3．下列关于工业炼铁的做法或说法不正确的是（ ）
A．使用的原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气
B．焦炭的一个作用是提供热量
C．因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高
D．炼铁高炉内焦炭夺取氧化铁中的氧而生成了生铁
4．下列化合物不是黑色的是
A．MnO2 B．Fe3O4 C．Fe2O3 D．CuO
5．下列实验现象描述正确的是（）
A．二氧化碳通入澄清的石灰水：导管口有气泡冒出，澄清石灰水变红色
B．一氧化碳还原氧化铁：红棕色固体变成银白色
C．点燃一氧化碳：产生蓝色火焰，放热
D．空气中加热铜丝：紫红色金属变成黑色氧化铜
6．下列金属的活动性最弱的是
A．银 B．铜 C．铝 D．钠
7．下列对相关实验现象的描述正确的是（ ）
A．木炭在空气中燃烧，生成黑色固体
B．铜片投入稀盐酸中，产生大量气泡
C．镁带在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
D．把盛有浓盐酸的试剂瓶的盖子打开后，瓶口上方会出现白雾
8．Fe2O3、ZnO、CuO的固体混合粉末a g，在加热条件下用足量CO还原，得到金属混合物2.41 g，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生5.00 g白色沉淀，则a的数值为
A．3.21 B．3.59 C．7.41 D．2.46
9．A、B、C、D四位同学对知识的整理，完全正确的是
A．A B．B C．C D．D
10．下列化学方程式书写不正确的是
A．CH4 + 2O22H2O + CO2 B．CaCO3+2HCl= CaCl2+ H2O+CO2↑
C．Fe + O2 Fe3O4 D．3CO + Fe2O3 2 Fe + 3 CO 2
11．下列说法错误的是（ ）
A．钟乳石的形成过程一定伴有化学变化
B．工业上炼铁利用的是CO的可燃性
C．制月饼用到的鸡蛋和面粉都属于混合物
D．遭遇火灾时，不要慌张，可用湿毛巾捂住口鼻，蹲下靠近地面或沿墙壁跑离火灾区域
12．下列物之间的转化，不能通过一步反应实现的是（ ）
A．Fe2O3→Fe B．Cu→CuCl2 C．Al→Al2O3 D．CO2→CaCO3
13．下列对实验现象的描述错误的是
测定空气中氧气的含量 镁条在空气中燃烧 一氧化碳与氧化铁反应 用肥皂水区分硬水和软水
A．集气瓶内的液面上升约至刻度“1”处 B．产生耀眼白光，生成白色固体 C．玻璃管内红色粉末变为黑色 D．软水中无泡沫，硬水中有大量泡沫
A．A B．B C．C D．D
14．下列实验现象记录正确的是
A．把铜丝放入硫酸铝溶液中，溶液变为蓝色
B．将一氧化碳通入灼热的氧化铁中，红棕色固体逐渐变为银白色
C．将铁粉加入到足量的稀硫酸中，银白色固体逐渐减少至消失，固体表面产生气泡
D．将少量高锰酸钾加入足量水中很快溶解形成紫红色溶液
15．下列有关实验操作的“先”与“后”的说法中正确的是
A．制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性
B．加热高锰酸钾并用排水法收集氧气实验结束时，先熄灭酒精灯，后移出导管
C．加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热
D．一氧化碳还原氧化铁实验结束时，先停止通一氧化碳，过段时间后停止加热
16．碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X表示转化中的另一种反应物。下列说法正确的是
A．X若是氧化铜，可以观察到红色固体变黑 B．反应①可能是高炉炼铁的主要原理
C．打开碳酸饮料瓶盖时会发生反应② D．从图中可知，CO2不可能转化成CO
二、综合题（共6题）
17．钢铁在生产生活中有广泛应用。
I．实验室模拟炼铁
（1）实验室模拟炼铁的装置如图所示。
①仪器 a 的名称是 ______。
②实验中澄清石灰水出现白色浑浊的原因是______（用化学方程式表示）。
③尾气的处理方法是______ 。
II．工业炼铁方式
（2）一种工业炼铁方法如图所示。
①催化反应室中，CH4与 CO2 或 H2O 在高温下均能发生反应，产物相同，写出相应的化学方程式：______。
②流程中 CH4除产生还原性气体外，还有的作用是 ______。
③某钢铁公司用 800 万吨含氧化铁 60%的赤铁矿炼铁，最多能得到含杂质 4%的生铁多少万吨？（写出计算过程）______。
18．金属及其化合物是初中化学学习的重要内容。
（1）①北宋《<浸铜要略〉序》载有“山麓有胆泉（硫酸铜溶液），土人汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其屑，锻炼成铜。”请用化学方程式表示其原理___________。
②下列有关金属的说法中，错误的是___________（填字母）。
A用铁锅炒菜利用了铁的导热性 B真金不怕火炼是因为黄金熔点高
C用钨丝做灯丝利用了钨的导电性 D铜被做成铜丝利用了铜的延展性
③铁在潮湿的空气中易生锈，可用稀盐酸除去。请写出用盐酸除铁锈的化学方程式：___________。
（2）下图是实验室利用CO还原氧化铁的装置示意图。请完成以下问题。
①如图所示，玻璃管中发生的现象是___________，该图中共发生了___________个化学变化。
②写出检验一氧化碳反应后生成物的化学方程式：___________。
③若取8g氧化铁粉末放入硬质玻璃管中，先通入CO，然后用酒精喷灯加热一段时间，停止加热并继续通入CO至装置冷却。称量硬质玻璃管内剩余固体的质量为mg，则m的取值范围是___________。
（3）实验室用足量一氧化碳还原10g赤铁矿，充分反应后，测得生成二氧化碳的质量为6.6g，则该赤铁矿中氧化铁的质量分数是多少？___
19．人类对金属的冶炼和使用经历了漫长的历史。
（1）模拟炼铁的实验装置如图所示，请回答下列问题：
加热氧化铁之前，先通一段时间CO的作用是 ________ 。加热后，玻璃管中的实验现象为： ________ ；试管里的澄清石灰水变浑浊，原因是 ________ （用化学方程式表示）；实验设计的最后一步放置酒精灯目的是 ____ 。
（2）为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，用足量的一氧化碳与20g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应)，并将生成的气体用氢氧化钠溶液完全吸收，溶液总质量与反应时间的变化关系如图。上述反应产生二氧化碳的质量为 ________ g。
（3）该赤铁矿石中氧化铁的质量分数 ___ 。（根据化学方程式写出完整的计算步骤，结果保留一位小数）
20．在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组用以下装置进行研究：
（査阅资料）Ⅰ.碎瓷片能防爆沸，碱石灰能作干燥剂。
Ⅱ.氢气的化学性质与一氧化碳相似。
Ⅲ.铁的氧化物中，只有Fe2O3是红棕色，其余均为黑色，只有Fe3O4能被磁铁吸引。
（推断）（1）观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是__________。
（2）探究B装置中剩余固体成分是什么？
（初步探究）B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引
（猜想与假设）猜想一：剩余固体是Fe和Fe3O4猜想二：剩余固体是___________。
（实验探究）
实验操作 实验现象 结论
取样，加入________（填试剂） _____ 猜想一正确
（实验结论）铁与水蒸气反应的化学方程式为__________，该反应为__________（填基本反应类型）。
（含量测定）取B装置中剩余黑色固体2.90g，与足量的CO反应后所得固体质量为2.26g，则原剩余黑色固体中Fe3O4的质量分数为__________。
21．下图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。
（1）写出B装置玻璃管内看到的实验现象________，化学方程式为________。
（2）实验开始时，要先通一会CO再加热，其目的是________．
（3）反应过程中C处澄清的石灰水会变浑浊，化学方程式是________________
（4）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因______________。
（5）5.6g铁粉样品（含有杂质铝或铜中的一种）与足量的盐酸反应产生0.19g氢气，则该样品的组成为_________，将一定量的该样品加入到硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，待反应结束后，过滤在残渣中加入适量的稀盐酸有气泡，产生则滤液中一定含有的溶质是___________
（6）将5.6g铁，放入100g稀硫酸中，恰好完全反应,称得反应后溶液质量为105.4g，求稀硫酸中溶质的质量分数。_____
22．实验室模拟炼铁（装置如图1）
已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠和氢氧化钙混合溶液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。请回答下列问题：
（1）实验过程中A处玻璃管中现象：______，写出该反应的化学方程式：______。
（2）实验装置按图2连接，请将以下四步按正确操作步骤排序：______（填序号）。
a、点燃A处酒精喷灯 b、通入CO c、停止通入CO d、熄灭酒精喷灯
（3）实验装置图中虚线框内装置起到的作用有______（填序号）。
A 收集一氧化碳 B 吸收二氧化碳 C 检验二氧化碳
（4）已知此反应过程中温度不同，可能生成铁的不同的氧化物。原固体Fe2O3质量为48.0g，现用热分析仪记录CO与Fe2O3进行反应时有关数据，得到固体质量与反应温度的关系曲线如图2所示。
①根据图像分析，写出D点时固体成分的化学式______。
②若B点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是______。
（5）某钢铁厂采用磁铁矿炼铁，日产含铁1.26×104t的生铁，至少需要含Fe3O480%的磁铁矿的质量是多少？______（写出计算过程）
参考答案
1．C
【详解】
A、折叠屏的材料可能是软质的有机合成材料，故选项正确；
B、手机充电时，消耗电能，产生化学能，故是将电能转化为化学能，故选项正确；
C、手机中的一些重金属废弃后会污染土壤，回收后会减少对环境的污染，故选项错误；
D、利用化学知识和新技术生产更多的化学材料，造福人类，故选项正确。
故选C。
2．B
【分析】
化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
【详解】
①一氧化碳和铁矿石反应生成铁和二氧化碳，该反应是两种物质反应生成两种物质，不属于化合反应；②高温锻烧石灰石生成二氧化碳和氧化钙，该反应是由一种物质生成两种物质，属于分解反应；③灼热焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳，该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应；④焦炭充分燃烧生成二氧化碳，该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应。四个反应中属于化合反应的是③和④。故选B。
3．D
【详解】
A、使用的原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气，正确；
B、焦炭的一个作用是燃烧放出大量的热，提供热量，正确；
C、因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高，正确；
D、炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧生成铁，还原剂为一氧化碳不是焦炭，错误。
故选D。
4．C
【详解】
A、二氧化锰是黑色的；B、四氧化三铁是黑色的；C、氧化铁是红色的；D、氧化铜是黑色的。故选C。
5．C
【详解】
A、二氧化碳通入澄清的石灰水中，生成碳酸钙沉淀和水，会观察到澄清的石灰水变浑浊，故选项说法错误。
B、一氧化碳还原氧化铁，红棕色固体逐渐变成黑色，故选项说法错误。
C、点燃一氧化碳：产生蓝色火焰，放热，故选项说法正确。
D、空气中加热铜丝，紫红色金属变成黑色，变成氧化铜是实验结论不是实验现象，故选项说法错误。
故选：C。
6．A
【详解】
试题分析：金属活动性最弱的是银。故选A
7．D
【详解】
A、木炭在空气中燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，描述错误；B、铜片和稀盐酸不反应，不会产生气体，描述错误；C、镁带在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体，描述错误；D、浓盐酸具有挥发性，挥发出来的氯化氢气体能和空气中的水蒸气结合生成盐酸小液滴，瓶口上方会出现白雾，描述正确。故选D。
8．A
【解析】
设生成的二氧化碳的质量为x，
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
44 100
x 5g
x=2.2g，
发生的有关反应为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，ZnO+COZn+CO2，CuO+CO Cu+CO2，二氧化碳中碳元素的质量等于一氧化碳中碳元素的质量，故一氧化碳中碳元素质量为：2.2g×=0.6g，一氧化碳中氧元素质量为0.6g×=0.8g，二氧化碳中氧元素的质量为2.2g-0.6g=1.6g，从反应方程式可以看出，CO2中的O原子来源于CO和金属氧化物，故金属氧化物中氧元素的质量为1.6g-0.8g=0.8g，所以金属氧化物的质量为2.41g+0.8g=3.21g，即a=3.21。故选A。
9．C
【解析】A、物质在微观上都是由粒子构成的，如：铁是由铁原子直接构成的；氮气是由氮分子构成的；错误；B、氧气不易溶于水、密度比空气大，故可以用排水法和向上排空气法收集，甲烷密度比空气小，可用向下排空气法收集，错误；C、金刚石硬度大，用于划玻璃，活性炭具有吸附性，用于防毒面具，石墨具有导电性，用于电极，此项性质和用途对应正确，正确；D、生铁和钢性质不同，是因为含碳量不同；水和过氧化氢性质不同，是因为构成物质的分子不同，错误。故选C。
点睛：物质的构成决定性质，性质决定用途。
10．C
【详解】
A、甲烷燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为，不符合题意；
B、碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为，不符合题意；
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式未配平，正确的反应的化学方程式为，符合题意；
D、一氧化碳与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，不符合题意。
故选C。
11．B
【详解】
钟乳石的形成过程是碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙的过程，属于化学变化，A正确；工业上用CO还原氧化铁的反应来炼铁，利用的是CO的还原性，不是可燃性，B错误；鸡蛋中含有蛋白质、水等成分，面粉中含有淀粉、纤维素等，都属于混合物，C正确；用湿毛巾捂住口鼻可以防止吸入燃烧时生成的烟尘，另外火灾时产生的有毒气体在受热时密度减小，主要聚集在高处，因此人要蹲下靠近地面或沿墙壁跑离火灾区域，D正确。故选B。
12．B
【详解】
A、利用CO的还原性可以把金属铁从其氧化物中还原出来，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，所以Fe2O3可以直接转化为Fe，故选项错误；
B、在金属活动顺序表中铜位于氢的后面，所以铜不能和稀盐酸反应，所以铜不能一步转化为CuCl2，故选项正确；
C、铝是活泼金属，在常温下就能与氧气反应，生成致密的氧化铝薄膜，化学方程式为：4Al+3O2=2Al2O3，所以Al可以直接转化为Al2O3，故选项错误；
D、CO2可以澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O，所以CO2可以直接转化为CaCO3，故选项错误。
故选B。
13．D
【详解】
A、氧气约占空气总体积的1/5，红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内压强减小，烧杯内的水会进入集气瓶，且进入的水的量等于消耗的氧气的体积，集气瓶内的液面上升约至刻度“1”处，此选项正确；
B、镁条在空气中剧烈燃烧，能看到耀眼的白光，同时有白色固体生成，此选项正确；
C、氧化铁是红色的，铁粉是黑色的，氧化铁在加热时能被一氧化碳还原成铁，此选项正确；
D、分别向硬水和软水中加入肥皂水时，软水中泡沫丰富，而硬水中无泡沫，此选项不正确。
故选D。
14．D
【详解】
A. 把铜丝放入硫酸铝溶液中，溶液变为无色，铜与硫酸铝不反应；故A错误。B. 将一氧化碳通入灼热的氧化铁中，红棕色固体逐渐变为黑色；故B错误。C. 将铁粉加入到足量的稀硫酸中，黑色固体逐渐减少至消失，固体表面产生气泡，铁与稀硫酸反应置换出氢气。故C错误。D. 将少量高锰酸钾加入足量水中很快溶解形成紫红色溶液，高锰酸钾能溶于水，其水溶液呈紫红色；故D正确。
15．C
【详解】
试题分析：加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰固定加热，防止集中加热将试管炸裂。故选C．
16．B
【详解】
A、若X是氧化铜，氧化铜是黑色，则可观察到黑色固体变红，A错误；
B、高炉炼铁的主要原理是一氧化碳作还原剂，还原铁的氧化物，B正确；
C、打开碳酸饮料瓶，会看到有气体放出，是碳酸分解产生的二氧化碳，C错误；
D、二氧化碳可被碳还原成一氧化碳，故二氧化碳可转化成一氧化碳，D错误。
故选B。
17．酒精喷灯 点燃（或“收集”） 、 燃烧放热，提高还原反应室的温度 解：设所得生铁的质量为x
答：所得生铁的质量为350万吨。
【详解】
I、（1）①由图可知，仪器 a 的名称是酒精喷灯；
②实验中澄清石灰水出现白色浑浊的原因是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为；
③一氧化碳具有可燃性，尾气的处理方法：可在末端加一个点燃的酒精灯；
II、（2）①催化反应室中，CH4 与 CO2 或 H2O 在高温下均能发生反应，生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为、 ；
②流程中 CH4 除产生还原性气体外，还有的作用是燃烧放热，提高还原反应室的温度；
③见答案。
18． BC 红棕色固体逐渐变成黑色 4 5.6≤m<8 解：设该赤铁矿中氧化铁的质量分数为。
赤铁矿中氧化铁的质量分数=
答：该赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%。
【详解】
（1）①反应原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。反应方程式为。
②A、利用铁锅炒菜利用的是金属的导热性。故A正确；
B、真金不怕火炼是指金子的化学性质稳定，在高温的条件下也不会和氧气发生反应。故B错误；
C、因为钨丝具有高熔点，所以用钨丝制作灯丝。故C错误；
D、铜能够做成铜丝是利用了金属的延展性。故D正确。
故选BC。
③因为铁在潮湿的空气中会和水、氧气反应生成氧化铁。故稀盐酸和铁锈反应的化学方程式为。
（2）①因为在玻璃管中发生的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁。所以现象是由红棕色变为黑色。
如图所示，玻璃管中氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，观察到，该图中共发生了4个化学变化，即氧化铁和一氧化碳反应、二氧化碳和氢氧化钙反应、一氧化碳和氧气反应，酒精燃烧生成水和二氧化碳。
②一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁，之后二氧化碳和澄清的石灰水反应，化学方程式为。
③因为当加热时如果一氧化碳和氧化铁完全反应之后剩余的固体质量最小。此时剩余的固体为铁。
设铁的质量为。
故剩余固体质量最小为5.6g。
所以m的取值范围为5.6≤m<8。
（3）（见答案）。
19．排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸 红色固体逐渐变黑 CO2 + Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O 处理尾气，,防止有毒的一氧化碳污染空气 13.2g 80.0%
【分析】
一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，一氧化碳点燃生成二氧化碳。
【详解】
（1）一氧化碳易燃烧，混有杂质气体会发生爆炸，故加热氧化铁之前，先通一段时间CO的作用是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸。一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，加热后玻璃管中的实验现象为红色固体逐渐变黑；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，化学方程为；一氧化碳有毒，易燃烧，故实验设计的最后一步放置酒精灯目的是处理尾气，防止有毒的一氧化碳污染空气。
（2）根据质量守恒定律，反应前反应物总质量等于生成物总质量，氢氧化钠溶液增加的质量为二氧化碳的质量，故反应产生二氧化碳的质量为。
（3）设赤铁矿石中氧化铁的质量为x
故赤铁矿石中氧化铁的质量分数为
20．氢气 四氧化三铁 稀盐酸 有气泡生成 置换反应 设：四氧化三铁的质量为
答：原剩余黑色固体中Fe3O4的质量分数为80%
【详解】
（1）观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体具有还原性，再根据反应物为“铁与水蒸气”，该气体是氢气；
[猜想与假设]能被磁铁吸引的只有铁和四氧化三铁，则猜想其一是四氧化三铁；又不能只有铁没有其他反应物，猜想其二是四氧化三铁；
[实验探究]
根据铁与稀盐酸反应生成气体，进行设计实验：取少量黑色固体与试管中，加入足量的稀盐酸，若固体全部溶解，没有气泡生成，则猜想二正确；若固体全部溶解，有气泡冒出，则猜想易正确，故填：稀盐酸；有气泡生成；
[实验结论]
铁与水蒸气在高温的条件下反应生成四氧化三铁和氢气，该反应是由单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，该反应的化学方程式为:
；
[实验测定]见答案。
21．固体由红棕色变成黑色 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 排净试管内的空气，防止发生爆炸 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O A装置吸收气体中的CO2和H2O，若无A，就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2 Fe、Cu Mg(NO3)2、Fe(NO3)2（或硝酸镁、硝酸亚铁） 9.8%
解：设稀硫酸中溶质的质量为x，
稀硫酸中溶质的质量分数为×100%=9.8%；
答：稀硫酸中溶质的质量分数为9.8%。
【详解】
（1）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，可观察到B装置玻璃管内固体由红棕色变成黑色，反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故填：固体由红棕色变成黑色；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）CO是可燃性气体，当一氧化碳气体不纯时，加热或点燃可能会发生爆炸，实验开始时，要先通一会CO再加热，其目的是排净装置内的空气，防止发生爆炸，故填：排净装置内的空气，防止发生爆炸；
（3）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CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（4）碱石灰主要目的是吸收气体中的CO2和H2O，若无A，就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2，故填：A装置吸收气体中的CO2和H2O，若无A，就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2；
（5）若金属全部是铁，5.6g铁粉产生氢气的质量为，金属全部是铝，5.6g铝产生氢气的质量为，铜不与稀盐酸反应，由于反应产生0.19g氢气，所以则该样品的组成为Fe、Cu；由金属的活动性顺序可知，Mg＞Fe＞Cu＞Ag，将样品加入到硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，待反应结束后，过滤在残渣中加入适量的稀盐酸有气泡，说明铁粉过量，硝酸银溶液中的银被置换出来，铁不与硝酸镁反应，铜未参与反应，则滤液中一定含有的溶质是硝酸镁、硝酸亚铁，故填：Fe、Cu；Mg(NO3)2、Fe(NO3)2（或硝酸镁、硝酸亚铁）；
（6）见答案
22．红棕色固体变为黑色 badc ABC Fe Fe3O4 解：设需要含Fe3O480%的磁铁矿的质量是m。
m= 2.175×104t
答：至少需要该磁铁矿2.175×104t。
【详解】
（1）实验过程中A处发生的反应是红棕色的氧化铁和一氧化碳反应生成黑色的铁，因此玻璃管中的现象是：玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变黑，化学方程式为：。
（2）因为一氧化碳具有可燃性，如果一氧化碳和氧气混合，加热时可能发生爆炸，而实验装置的玻璃管中有空气，所以实验开始时必须先通一氧化碳，排尽装置内的空气后再加热；因为实验结束时，如果先停止通一氧化碳，空气就会进入玻璃管，灼热的铁就会被空气中的氧气氧化，所以结束时必须先停止加热，待装置冷却至室温再停止通一氧化碳。因此实验中正确操作步骤排序为：badc。
（3）因为部分一氧化碳和氧化铁不能完全反应，所以尾气中含有未参加反应的一氧化碳，如果直接排放会污染空气，实验装置图中虚线框内装置B中液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合溶液，且氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强，氢氧化钠溶液能吸收反应生成的二氧化碳，氢氧化钙溶液能检验反应中有二氧化碳生成，且该装置中两根导管都伸至集气瓶的底部，可以收集没有参加反应的一氧化碳气体，因此实验装置图中虚线框内装置起到的作用有：ABC。
（4）①原固体Fe2O3质量为48.0g，计算可得其中铁元素的质量为48.0100%=33.6g，根据图象，D点时固体质量为33.6g，因此D点固体成分为铁单质，其化学式是：Fe。
②因为质量为48. 0g的Fe2O3中铁元素质量为33.6g，而剩余固体中铁元素质量不变，所以B点生成物中铁元素的质量也为33.6g。根据铁元素的质量，B点生成物中氧元素的质量为：46.4g-33.6g=12.8g，根据题意若B点生成物为一成分固定的化合物，设B点生成物的化学式为FexOy，，解得，则得出B点生成物化学式是：Fe3O4。
（5）见答案。