2022年粤教版九年级化学下册-6.3金属矿物与冶炼课后练习（word版含解析）

6.3金属矿物与冶炼
一、选择题（共16题）
1．工业炼铁的主要设备为
A．平炉 B．高炉 C．电炉 D．转炉
2．下列有关金属的说法，正确的是( )
A．多数金属以单质的形式存在
B．金属元素在地壳中含量最高的是铁
C．常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿
D．每年提取量最大的金属是铝
3．下图是以铁为核心的物质间的转化关系（部分物质和反应条件已省略），下列说法不正确的是
A．转化⑤⑥一定会有气泡产生
B．转化③是一个放出热量的过程
C．转化④是高炉炼铁的主要反应
D．转化①②均可通过化合反应来实现
4．下列说法正确的是
A．有单质生成的反应属于置换反应
B．只用稀硫酸不能验证铁和铜两种金属的活动性顺序
C．可燃物达到着火点即可发生燃烧
D．只用稀盐酸一种试剂就能将AgNO3、Na2CO3、MgCl2三种溶液一次区别开
5．用CO还原铁的氧化物1.00g，得到铁粉0.75g，则下列说法中正确的是
A．该氧化物是Fe O3
B．该氧化物可能是由FeO、Fe2O3、Fe3O4，组成的混合物
C．该氧化物是FeO
D．该氧化物中不含FeO
6．下列物质不可能是通过相应的金属跟稀酸发生置换反应制得的是
A．硫酸铁
B．硫酸锌
C．氯化镁
D．氯化亚铁
7．在一支试管中按照下图三个步骤，探究碳和碳的氧化物的性质，试管中预先收集满干燥的 CO2。下列有关说法正确的是
A．步骤1可以观察到黑色固体变成红色
B．步骤2炭粉和CO2的反应放出热量
C．实验过程中气球只起到收集尾气的作用
D．该实验能得出炭粉和 CO 都具有还原性
8．钢铁厂购进含氧化铁80%的赤铁矿1000t，可以炼取含杂质4%的生铁的质量（　　）
A．560t B．583t C．800t D．1400t
9．炼铁厂在选择铁矿石炼铁时，不仅要考虑铁矿石中含铵量的高低，还要防止冶炼过程中的产物对空气造成污染。从环保的角度分析，下列铁矿石中不宜选用的是
A．黄铁矿(主要成分FeS2) B．赤铁矿(主要成分Fe2O3)
C．磁铁矿(主要成分Fe3O4) D．褐铁矿（主要成分Fe2O3·H2O）
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.下列现象和事实，可用金属活动性作合理解释的是
①金属镁在空气中比铝更容易燃烧，说明镁比铝的活动性强
②金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强
③用硫酸铜、石灰水配置农药波尔多液时，不能用铁制容器
④尽管金属的种类很多，但在自然界中，仅有少数金属（银、铂、金）以单质形式存在.
A.①② B.①③④ C.③④ D.①②③④
14.Wg铁与足量的稀硫酸充分反应产生ag氢气，Wg锌与足量的稀盐酸充分反应产生bg氢气，则a与b的关系是
A.a＞b B.a＜b C.a=b D.无法比较
15.A、B、C、D、E是初中常见的5种物质，其中2种是气体单质，3种是化合物.它们之间的转化关系如图所示.下列有关判断不正确的是
A.B和C性质不同是由于分子的构成不同
B.A和D是单质
C.B、C、E是化合物
D.E一定是甲烷
16．等质量形状相同的镁和铁分别放置在两只烧杯中，向其中分别逐滴加入溶质质量分数相等的稀硫酸至过量，如图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、综合题（共6题）
17．下图1为实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置图。
（1）检查完气密性后，先_________，再_________。（填字母序号）
A 点燃酒精喷灯 B 通一氧化碳气体
（2）硬质玻璃管中的实验现象是_________，该反应的化学方程式为_________。
右边试管中的澄清石灰水发生反应的化学方程式为_________。
（3）若将图1中虚线框内的装置换成图2，则图2装置的还起到的作用是_________。
（4）若反应一段时间后，硬质玻璃管中固体质量的变化情况如下图所示，则反应生成的二氧化碳的质量为
_________g。
18．如图1是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限．
（1）选择编号填空：铝的利用比铜和铁 晚得多，原因是_____；铝在多个 领域替代易生锈的钢铁，其主要原因_____________________．
①铝的硬度小②铝很活泼③地壳中铝的含量高④铝的表面易生成致密的保护膜
（2）钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志．如图2是实验室模拟炼铁的装置图，试回答下列问题：
实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末_____试管里的澄清石灰水_____．
（3）玻璃管中反应的化学方程式为_____________________．
（4）加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是_____．
（5）该实验设计装置③的目的是_____．
19．将草酸（H2C2O4）隔绝空气加热，得到气体M（CO、CO2中的一种或两种）。为探究M的成分，设计如图所示实验。
（1）若甲试管内溶液不变浑浊，丁试管内溶液变浑浊，则M中含_____。丙中发生反应的化学方程式为_____。若丙装置反应前后质量减少2.4g，则参加反应的Fe2O3的质量为_____g。
（2）乙装置的作用是_____。用装置F收集尾气，导管口的连接顺序是a接_____（填“b”或“c”）。
（3）为防止生成的铁高温下与水蒸气反应，可在原装置的基础上加以改进完善。你的改进方案是_____。
20.南通地铁的正式开建，标志着南通进入“地铁时代”。
（1）地铁列车车体大量使用的镁铝合金属于____________（填“金属材料” 或“合成材料”），镁铝合金的优点是_____________。
（2）地铁建造过程中需要使用大量的钢铁。工业炼铁可利用一氧化碳与氧化铁反应，写出该反应的化学方程___________________。
（3）地铁信息传输系统中使用的光导纤维和电子芯片的关键材料分别为二氧化硅（SiO2）和晶体硅（Si）。将二氧化硅转化为硅的过程属于________________（填“物理变化”或“化学变化”）。
（4）地铁施工过程中产生的废水、废浆以及机械漏油等，都会对水体产生污染。使用活性炭可对污水进行处理，这是利用了活性炭的 __________________性。
（5）地铁施工工程车的尾气中含 NO、CO。尾气经过如图所示催化转化后，可实现达标排放。写出该反应的化学方程式：____________________，其中发生还原反应的物质为 _______________。
21.硫酸是重要的化工原料，被称为“化学工业之母”。
（1）唐初(公元7世纪中期)，我国就用石头制成的容器，以胆矾(硫酸铜晶体)为原料制取硫酸。到了公元15世纪，化学家已使用绿矾来制备硫酸，其原理是:绿矾加热会发生下列化学反应:；；。
已知:
实验室可用如下图所示装置模拟使用绿矾制备硫酸这一过程。
①A装置中试管口略向下倾斜的原因是___________。
②装置B的作用是________________。
（2）公元18世纪，英国人沃德采用在盛有少量水的玻璃瓶上方燃烧硫磺和硝石的混合物制备硫酸，原理为: ，降低了硫酸的生产成本。在该反应中属于氧化物的是________，反应前后化合价降低的元素有______________。
（3）现代工业中常用下列反应制硫酸:；；。工业生产时，将黄铁矿(主要成分FeS2)粉碎后与氧气反应，粉碎的目的是__________。
（4）现代工业用上述方法生产硫酸的同时，生成的Fe2O3也可以作为工业炼铁的原料，将Fe2O3跟焦炭、石灰石一起从高炉上端加入，从下方通入热空气。
①焦炭的作用是_________。
②上述方法炼铁主要原理的方程式为____________。
22.在化学实验中，一种装置可以实现多种用途。请利用如下图所示装置，完成有关实验。
（1）探究燃烧条件：若B处盛放木炭。
实验步骤：
①先在A处通入氮气一段时间后，在B处加热，B、C处没有明显变化；
②待B处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C处没有明显变化；
③在A处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊。
①与③对比，说明燃烧的条件之一是________；实验过程中，能说明可燃物燃烧还需要另一个条件的实验是____________。
（2）模拟工业炼铁：
①若B处盛放氧化铁粉末，在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用酒精喷灯加热，B处发生的反应方程式为___________。该装置的设计有一明显不当之处，你的改进方案是_________。
②实验一段时间后，观察到：B处的现象为___________，C处澄清石灰水变浑浊。
③小明发现反应后的黑色固体能被磁铁吸引，取少量该黑色固体，加入足量稀盐酸，产生有少量气泡，写出该反应的化学方程式________，说明黑色固体物质一定含有___________。
④（资料1）在一氧化碳与铁的氧化物的反应中，铁的氧化物会逐步失去其中的氧，最终被还原为铁。,该资料说明___________对CO和Fe2O3反应的生成物有影响。请写出上述资料中步骤I的化学方程式__________。经研究表明：上述模拟炼铁实验中，得到的黑色固体是四氧化三铁与铁粉的混合物。
（实验改进）兴趣小组继续用下图实验研究模拟工业炼铁所得黑色粉末中单质铁的质量分数。
（资料2）氢氧化钠溶液和石灰水类似，都可以与二氧化碳反应，但吸收能力比石灰水更强。
⑤从安全与规范的角度考虑，装置F后面应连接___________（选填装置序号）。
⑥铁与四氧化三铁的混合物10g充分反应后，玻璃管中剩余固体的质量为7.6g，请计算10g黑色粉末中单质铁的质量分数___________。（写出完整的解题过程）
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：工业炼铁的主要设备是炼铁高炉。
2．C
【详解】
A、大多数金属在自然界中以化合物形式存在，不符合题意；
B、金属元素在地壳中含量最高的是铝，不符合题意；
C、常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿，符合题意；
D、每年提取量最大的金属是铁，不符合题意。故选C。
3．A
【详解】
A、转化⑤是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，或者铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，转化⑥是铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，或者铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，故不一定有气泡生成，说法错误，符合题意；
B、转化③是铁在氧气、水共同作用下生成铁锈，是一个放出热量的过程，说法正确，不符合题意；
C、转化④是一氧化碳在高温下还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，是高炉炼铁的主要反应，说法正确，不符合题意；
D、转化①可以是碳充分燃烧生成二氧化碳，②可以是二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，可通过化合反应来实现，说法正确，不符合题意。
故选A。
4．D
【详解】
A.一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应叫做置换反应，由置换反应的概念可知，A说法错误；
B.根据金属活动性顺序，Fe>(H)>Cu，铁可以与稀硫酸反应有明显的现象——气泡产生，而铜不可以与稀硫酸反应，故B说法错误；
C.物质燃烧必须同时满足三个条件，即：物质具有可燃性，物质与氧气接触，达到可燃物的着火点。这三个条件缺一不可，故C说法错误；
D.稀盐酸与AgNO3、Na2CO3、MgCl2三种溶液反应现象分别为白色沉淀生成、有气体产生、无现象，故可以一次区别开，故D说法正确。
5．B
【详解】
该氧化物中铁的质量分数：×100%=75%；
Fe2O3中铁的质量分数：×100%=70%；
FeO中铁的质量分数：×100%≈77.8%
Fe3O4中铁的质量分数：×100%≈72.4%；
根据以上计算结果，FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物质量分数可以是75%。
故选B。
6．A
【详解】
金属与酸发生置换反应的条件：（1）对金属的要求，必须是金属活动性顺序中排在氢以前的金属；（2）对酸的要求，这里所指的酸并不是所有的酸，主要是指稀盐酸和稀硫酸；
硫酸锌可由锌与稀硫酸反应得到；铁与稀硫酸反应得到硫酸亚铁，不能生成硫酸铁；氯化镁由镁与盐酸发生置换反应直接得到．
故选A．
7．D
【详解】
A、氧化铜和二氧化碳在加热的条件下不反应，不会观察到黑色固体变成红色，不符合题意；
B、步骤2中，炭粉和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应吸收热量，不符合题意；
C、实验过程中，气球可以起到平衡气压和收集尾气一氧化碳的作用，不符合题意；
D、碳能与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，在该反应中，碳得到氧，属于还原剂，具有还原性，一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，在该反应中，一氧化碳得到氧，具有还原性，符合题意。
故选D。
8．B
【分析】
根据氧化铁中的铁原子个数得到炼铁时的关系式，将纯物质的纯质量代入计算即可。
【详解】
设得到生铁的质量为x，
利用关系式法：
由铁原子守恒，得到关系式为
解得x≈583t。
常规法：
解得x≈583t。
故选：B。
9．A
【详解】
选择原料考虑到产率和对环境的影响。黄铁矿(主要成分FeS2)，铁元素的含量低，产率低，而且因含硫元素，冶炼中会产生二氧化硫，污染空气。故不能用黄铁矿炼铁。故选A。
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.B
【详解】
①在相同的条件下，金属与氧气反应时，反应条件越简单，说明该金属的活动性越强；金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强，故对；
②金属铝更耐腐蚀是由于其化学性质活泼，在常温下就可以和氧气反应而形成致密的氧化铝薄膜，从而阻止进一步氧化，而不是说明锌的活动性比铝强，故错；
③铁的活动性比铜强，所以可以铁能将硫酸铜中的铜置换出来，故不能用铁桶来配制波尔多液，故对；
④自然界中活泼金属以化合物形式存在，活动性弱的金属以单质形式存在，说明了金属的存在形式与金属的活动性有关，故对.
综上可知，可用金属活动性作合理解释的是①③④
故选B.
14.A
【解析】
由于稀硫酸、稀盐酸过量，因此充分反应后放出氢气的质量大小由金属的质量决定，
根据化学方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑知每56g铁生成2g氢气，
根据化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑知每65g锌反应生成2g氢气，
所以相等质量的铁和锌与足量硫酸反应铁生成氢气多，即a＞b；
故选项为：A.
15.D
【详解】
A、由上述分析可知B为二氧化碳，C应为一氧化碳，两物质的组成元素相同，性质不同是由于分子的构成不同，选项正确；
B、由上述分析可知，A为氧气，D为氢气，都是单质，选项正确；
C、由上述分析可知，B为二氧化碳，C为一氧化碳，E为碳氢化合物，如甲烷或乙炔等，均属于化合物，选项正确；
D、由上述分析可知，E为碳氢化合物，是甲烷或乙炔等其中的一种，选项错误，故选D。
16．A
【详解】
试题分析：等质量的金属镁和铁与足量的硫酸反应，由于金属镁的活动性活泼反应的较快，用的时间短；又因为金属镁的相对原子质量比铁的小，生成的氢气要多，由此确定答案为A选项.
17．B A 红色粉末变黑 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O 收集没反应的一氧化碳，防止污染环境 反应前物质的质量为13.6g，一段时间后物质的质量为11.2g，减少了13.6g-11.2g=2.4g；设生成二氧化碳的质量为x；
x=6.6g。
答：反应生成的二氧化碳质量为6.6g。
【详解】
(1)检查完气密性后，先通入一氧化碳排除装置中的空气，再用酒精喷灯加热，故答案：B ；A 。
(2)硬质玻璃管中装的是红色的氧化铁，通入一氧化碳后发生氧化还原反应，生成黑色的铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2。生成的二氧化碳通入右边装有澄清石灰水试管中，二氧化碳和氢氧化钙反应，生成碳酸钙和水，其反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O。故答案：红色粉末变黑；3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2；CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O
(3)若将图1中虚线框内的装置换成图2，则图2装置的还起到的作用是：收集没反应的一氧化碳，防止污染环境，故答案：收集没反应的一氧化碳，防止污染环境。
(4)详见答案。
18．② ④ 红色粉末变黑 变浑浊 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 排出空气，防止加热时爆炸 除去尾气中的CO，防止污染空气
【详解】
试题分析：（1）金属越活泼，越不易冶炼出来，铝虽然活动性比铁强，但是表面有致密的氧化物薄膜而导致不易生锈．
（2）根据实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式，根据炼铁时的注意事项分析解答；如果通入一氧化碳过量，存在有毒尾气未处理的缺陷．
解：
（1）在金属活动性顺序中，铝＞铁＞铜，金属越活泼，越不易冶炼出来，故铝的利用比铜和铁晚得多，铝虽然活动性比铁强，但是表面有致密的氧化物薄膜而导致不易生锈；
（2）氧化铁在一氧化碳的还原作用下，红色氧化铁粉末变成黑色铁粉末；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（3）由图可知，此反应为一氧化碳还原氧化铁，反应的方程式是：3CO+Fe2O33CO2+2Fe；
（4）加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是排出空气，防止加热时爆炸；
（5）一氧化碳有毒，易燃，可用点燃的方法去除尾气．该实验设计装置③的目的是除去尾气中的CO，防止污染空气．
答案：
（1）②； ④；
（2）红色粉末变黑； 变浑浊；
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（4）排出空气，防止加热时爆炸；
（5）除去尾气中的CO，防止污染空气．
19．CO 8 吸收CO2，使进入丙的气体没有CO2，避免干扰后续判断 c 在乙和丙之间加装有浓硫酸的试管，使气体经过浓硫酸后再进入丙
【详解】
（1）甲试管内溶液不变浑浊，说明M中不含CO2，如果丁试管内溶液变浑浊，说明丙中生成的气体有CO2，CO可以和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故M中含有CO；丙中CO和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：
参加反应的Fe2O3的质量为，则生成Fe的质量为，
（2）如果M中有CO2，乙装置中的足量氢氧化钠可以和CO2反应，使CO2不会进入到丙中，影响后续的判断；用装置F收集尾气，气体应从短管c口入，使水从长管排出；
（3）为防止生成的铁高温下与水蒸气反应，应保证进入丙的气体是干燥的，不含有水蒸气，浓硫酸可以吸水，故在乙和丙之间加装有浓硫酸的试管，使气体经过浓硫酸后成为干燥的气体进入丙。
20.金属材料 密度小、硬度大，耐腐蚀等 化学变化 吸附 NO
【详解】
（1）地铁列车车体大量使用的镁铝合金属于金属材料；
铝镁合金的优点是：密度小、硬度大，耐腐蚀等；
（2）一氧化碳能与三氧化二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：；
（3）将二氧化硅转化为硅的过程有新物质生成，属于化学变化；
（4）使用活性炭可对污水进行处理，这是利用了活性炭的吸附性；
（5）尾气经过如图所示催化转化后，可实现达标排放，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故X应为氮气，该反应的化学方程式为：；
NO的氧被夺去，故其中发生还原反应的物质为：NO。
21.防止水蒸气冷凝回流造成试管炸裂 将三氧化硫气体冷凝变为液体 三氧化硫 氧元素和氮元素 增大与氧气的接触面积，使反应更加充分 提供热量、提供还原剂一氧化碳 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
【详解】
（1）①A装置中试管口略向下倾斜的原因是：防止水蒸气冷凝回流造成试管炸裂；
②三氧化硫的沸点为：44.8℃，装置B的作用是：将三氧化硫气体冷凝变为液体；
（2）氧化物是指氧元素和另一种元素组成的化合物，在该反应中属于氧化物的是：三氧化硫；氧元素的化合价由0价降为-2价，氮元素的化合价由+5价降为+3价，在该反应中氧气中化合价降低的元素有氧元素、氮元素；
（3）工业生产时，将黄铁矿(主要成分FeS2)粉碎后与氧气反应，粉碎的目的是：增大与氧气机接触面积，使反应更加充分；
（4）①工业炼铁过程中焦炭的作用是：提供炼铁需要的热量、与二氧化碳反应生成一氧化碳，提供还原剂一氧化碳；
②上述方法炼铁主要原理的方程式为1、碳酸钙高温分解：CaCO3 CaO＋CO2↑；
2、碳在高温下与二氧化碳反应原理：C＋CO22CO；
3、一氧化碳还原氧化铁：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2。
22.与氧气接触 ②③ 在装置C后面设置尾气收集装置（在装置C后面设置一盏酒精灯，点燃尾气） 红色固体变黑 铁 温度 H 设10g黑色粉末中四氧化三铁的质量为x，则
解得x= 8.7g；
则10g黑色粉末中单质铁的质量分数为：。
【详解】
（1）实验步骤：
①中木炭达到着火点，但未与氧气接触，②中木炭与氧气接触，但温度未达到着火点，③木炭达到着火点，且与氧气接触，发现木炭燃烧，C处变浑浊，①与③对比，说明燃烧的条件之一是与氧气接触；实验过程中，能说明可燃物燃烧还需要另一个条件温度达到着火点的实验是②③。
（2）①若B处盛放氧化铁粉末，在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用酒精喷灯加热，B处发生的反应为一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为。一氧化碳有毒，该装置的设计有一明显不当之处，改进方案是在装置C后面设置尾气收集装置（在装置C后面设置一盏酒精灯，点燃尾气）。
②实验一段时间后，观察到：B处的现象为红色固体变黑，C处澄清石灰水变浑浊。
③小明发现反应后的黑色固体能被磁铁吸引，取少量该黑色固体，加入足量稀盐酸，产生有少量气泡，因为铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式，说明黑色固体物质一定含有铁。
④资料1：
根据可知，温度不同则产物不同，该资料说明温度对CO和Fe2O3反应的生成物有影响。上述资料中步骤I的反应为氧化铁与一氧化碳在400℃-500℃条件下反应生成四氧化三铁和二氧化碳，反应的化学方程式。经研究表明：上述模拟炼铁实验中，得到的黑色固体是四氧化三铁与铁粉的混合物。
实验改进:
资料2：
氢氧化钠溶液和石灰水类似，都可以与二氧化碳反应，但吸收能力比石灰水更强。
⑤从安全与规范的角度考虑，装置F后面应连接H，F装置收集一氧化碳，会将氢氧化钠溶液排出。
⑥见答案。