6.3金属矿物与冶炼第六章金属
一、单选题,共12小题
1.根据下列实验装置图,以下说法中错误的是( )
A.a处固体由黑色逐渐变为红棕色
B.反应过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊
C.CO有毒,通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气
D.该实验可验证CO的还原性
2.进行如图所示实验时,下列说法中正确的是( )
A.a处固体由黑色逐渐变为红色
B.该实验可验证CO的氧化性
C.实验结束时应先停止加热,待玻璃管冷却后再停止通CO
D.实验过程中,c处的尾气是,可直接排放到空气中
3.黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁(FeS2),可用于工业上冶炼铁和生产浓硫酸,如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应前将黄铁矿粉碎,能提高反应速率
B.反应①②③④中都有元素化合价的变化
C.反应②不属于四种基本反应类型之一
D.该过程回收利用了SO2,能减少酸雨的发生
4.某钢铁厂用赤铁矿炼制生铁,炼制过程中损失4%的铁元素,若要生产出含纯铁96%的生铁560t。需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为( )
A.800t B.921.6t C.960t D.1000t
5.工业上利用赤铁矿石(主要成分是Fe2O3,还含少量SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如图所示,下列说法不正确的是
A.CaSiO3中硅元素显+4价
B.高炉气体中SO2会形成酸雨,不能直接排放到空气中
C.原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO
D.高炉炼铁的原理是,该反应属于置换反应
6.某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为,则该矿石样品中主要成分的质量分数为
A. B. C. D.
7.取含铁、氧两种元素的固体样品11.6g,通入足量CO并充分加热,将产生的气体通入足量澄清石灰水,充分反应后,得沉淀20.0g。该固体的组成不可能是
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe和Fe2O3 D.FeO和Fe2O3
8.图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置,图乙是炼铁高炉示意图.下列叙述中正确的是
A.按图甲进行实验,看到红棕色粉末变黑时立即停止通一氧化碳
B.玻璃管中固体物质能被磁铁吸引,说明固体物质全部是铁
C.工业炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和二氧化碳。
D.炼铁高炉的出铁口低于出渣口,是因为生铁的密度较大
9.工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程,炼铁高炉中主要发生了下列反应:
①
②
③
④
其中属于化合反应的是 。
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.①和④
10.Fe2O3、CuO的混合粉末8g,高温下与足量CO充分反应后,得到固体的质量可能为( )
A.6g B.5.6g C.6.4g D.8g
11.依据实验室模拟炼铁的部分装置图。其中说法正确的是
A.应先加热Fe2O3,再通入CO
B.该实验不会引起人中毒
C.磁铁矿的主要成分是Fe2O3
D.图中“炼”出的铁是纯净物,工业炼出的生铁是混合物
12.将X、Y、Z三种金属单质分别放入盐酸中,仅Y的表面有气泡产生;再将Z放入XCl2溶液中,Z的表面有X单质析出。则这三种金属的活动性顺序由强到弱的是
A.X﹥Y﹥Z B.Y﹥X﹥Z C.Z﹥Y﹥X D.Y﹥Z﹥X
二、非选择题,共6小题
13.小侨到小河边收集了一瓶浑浊的水,准备将其净化:
(1)除去水中难溶物常用的操作是_____,其中玻璃棒的作用_____。净水过程中加入一定量活性炭的作用是_____。
(2)向处理后的水样中加入一定量的肥皂水,振荡,观察到泡沫较少,浮渣较多,说明该水样属于_____(填“硬水”或“软水”),生活中硬水软化的方法是_____。
(3)铁锈是日常生活常见的物质,其主要成分是氧化铁,理论上至少要多少克CO才能与16克的氧化铁完全反应?(写出计算步骤)
14.铁用途广泛值得研究。
(1)铁是26号元素,Fe2+的核外电子数为________。
(2)将过量银粉和铁粉分别放入两支盛有硫酸铜溶液的试管中,充分反应后过滤。
①写出发生反应的化学方程式________,该反应后溶液的质量________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②其中一份滤渣中加入稀盐酸有气泡生成,原因是________。
③根据反应现象,可以说明三种金属的活动性顺序为________。
(3)下图为实验室模拟工业上炼铁的实验。当观察到________现象时,即证明该反应已经结束可停止加热。该过程中发生的一个化合反应方程式是________。
(4)计算工业上用该法制得铁28吨,需要质量分数为30%的氧化铁的质量是多少______?
15.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。
16.铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。高炉炼铁实验中的问题
(1)由下图可知,原料有铁矿石、焦炭、石灰石和_____。
(2)赤铁矿与一氧化碳反应的化学方程式为_____。
17.铁在地壳中含量居所有金属元素的第________位,由于铁的化学性质________,所以铁在地壳中以________形式存在.常见的含铁的矿物有:磁铁矿(主要成分为________)、赤铁矿:(主要成分为________).工业炼铁时,把________、________、________一起加入高炉,利用焦炭与氧气反应生成的________把铁从________里还原出来.
18.金属在生产、生活中应用广泛。
(1)我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一,以下是3种常见的金属矿石,其中主要成分属于氧化物的是_____(填字母)。
(2)人类每年从自然界提取大量的金属,其中提取量最大的是铁,工业上用赤铁矿和一氧化碳炼铁的化学方程式为_____。
参考答案:
1.A
【解析】
【详解】
A、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,故看到的现象为玻璃管中红色固体变为黑色,故A说法错误;
B、该反应有二氧化碳生成,则试管b处澄清的石灰水变浑浊,故B说法正确;
C、尾气中可能有一氧化碳,一氧化碳有毒,所以一定要进行尾气处理,一氧化碳具有可燃性,通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气,故C说法正确;
D、一氧化碳夺取氧化铁的氧,故一氧化碳还原氧化铁实验可验证CO的还原性,故D说法正确。
故选A。
2.C
【解析】
【详解】
A、一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,a处固体由红色逐渐变为黑色,故选项A说法错误;
B、一氧化碳夺取了氧化铁中的氧,该实验可验证CO的还原性,故选项B说法错误;
C、实验结束时应先停止加热,待玻璃管冷却后再停止通CO,以防止生成的铁再次被氧化,故选项C说法正确;
D、实验过程中,c处的尾气是CO,有毒,不能直接排放到空气中,故选项D说法错误。
故选C。
【点睛】
本题难度不大,掌握一氧化碳具有还原性、还原氧化铁的实验注意事项等是正确解答本题的关键。
3.B
【解析】
【详解】
解:A.反应前将黄铁矿粉碎,增大了反应物之间的接触面积,能提高反应速率,故正确;
B.反应④中,各元素的化合价在反应前后均未改变,故错误;
C.反应②是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,该反应的反应物均为化合物,生成物是一种单质与一种化合物,不属于四种基本反应类型之一,故正确;
D.由工艺流程图可知,该过程回收利用了SO2,能减少酸雨的发生,故正确。
故选:B。
4.D
【解析】
【分析】
由要生产出含纯铁96%的生铁的质量、铁的质量分数,根据赤铁矿炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量。
【详解】
设需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为x
Fe2O316080%x+3CO高温__2Fe112560t×96%+3CO2
x=960t
炼制过程中损失4%的铁元素,则最终需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为960t÷(1﹣4%)=1000t。
故选:D。
5.D
【解析】
【详解】
A、根据化学式化合价代数和为0,钙显+2价,氧显-2价,综合得到硅显+4价,A选项不合题意;
B、二氧化硫会和空气中的氧气和水反应生成硫酸,硫酸形成酸雨,因此二氧化硫不能直接排放,B选项不合题意;
C、焦炭可以直接与铁矿石反应,也可跟碳酸钙分解的二氧化碳反应生成一氧化碳,C选项不合题意;
D、该反应的两种反应物均为化合物,不符合置换反应的“单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物”的定义,因此D选项错误,符合题意;
故选D。
6.C
【解析】
略
7.A
【解析】
【详解】
解:设二氧化碳质量为x,
二氧化碳中氧元素质量为:8.8g××100%=6.4g,
则含铁、氧两种元素的固体样品中氧元素质量为:6.4g÷2=3.2g,
含铁、氧两种元素的固体样品中氧元素质量分数为:×100%=27.6%,
氧化铁、四氧化三铁、氧化亚铁中氧元素质量分数分别为:
×100%=30%、×100%=27.6%、×100%=22.2%,
由计算可知,该固体的组成可能是Fe3O4、Fe 和 Fe2O3、FeO 和 Fe2O3,不可能是Fe2O3。故选A。
8.D
【解析】
【详解】
A. 按图甲进行实验,看到红棕色粉末变黑撤掉酒精喷灯,等装置冷却至室温后再停止通CO,立即停止通CO,易导致铁再次被氧化;玻璃管中固体物质能被磁铁吸引,说明固体物质中有铁;C. 工业炼铁中原料焦炭燃烧生成二氧化碳并放出大量的热,二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳,焦炭的作用是提供热量和还原剂CO;D. 炼铁高炉的出铁口低于出渣口,是因为生铁的密度较大。选D
9.A
【解析】
【详解】
① 符合“多变一”属于化合反应;
② 符合“多变一”属于化合反应;
③ 符合“一变多”属于分解反应
④ 不符合“多变一”,不属于化合反应;
属于化合反应的是:①和②;
故选:A。
10.A
【详解】
假设混合粉末全是Fe2O3用一氧化碳还原可得铁的质量是x
解得:x=5.6g
假设混合粉末全是CuO,解:设用一氧化碳还原可得铜的质量是y
解得:y=6.4g
所以与足量的一氧化碳反应后得到的固体质量只会介于5.6g和6.4g之间,观察选项A符合。故选A。
11.D
【详解】
A、实验室模拟炼铁要先通一氧化碳再加热氧化铁,这样做的目的是用一氧化碳排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸,A错误;
B、由于该装置没有尾气处理装置,多余的一氧化碳气体会直接排到空气中,会引起人中毒,B错误;
C、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,C错误;
D、实验室模拟炼铁“炼”出的铁是纯净物,而工业炼出的生铁是铁合金,属于混合物,D正确。
故选D。
12.D
【解析】将X、Y、Z三种金属单质分别放入盐酸中,仅Y的表面有气泡产生,说明Y的金属活动性比氢强,X、Z的金属活动性比氢弱;再将Z放入XCl2溶液中,Z的表面有X单质析出,说明Z的金属活动性比X强;则这三种金属的活动性顺序是:Y>Z>X,故选D。
13.
(1) 过滤 引流 吸附水中的色素和异味
(2) 硬水 煮沸
(3)解:设消耗一氧化碳的质量为x
x= 8.4g
答:消耗一氧化碳的质量为8.4g。
【分析】
(1)
除去水中难溶物常用的操作是过滤,过滤可实现固液分离;
过滤中,玻璃棒的作用是引流;
活性炭具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味;
(2)
通常用肥皂水来区分硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多,故向处理后的水样中加入一定量的肥皂水,振荡,观察到泡沫较少,浮渣较多,说明该水样属于硬水;
可溶性钙、镁化合物在加热时,能形成沉淀,故生活中常用煮沸的方法将硬水软化;
(3)
见答案。
14.
(1)24
(2) 变小 过量铁和盐酸产生氢气 Fe>Cu>Ag
(3) 红色固体全部变黑
(4)解:设需要氧化铁的质量为x。
答:需要氧化铁的质量为133.3吨。
【分析】
(1)
铁是26号元素,因为原子序数=质子数=核外电子数,所以铁原子有26个电子,铁原子失去两个电子变为Fe2+,所以Fe2+的核外电子数为26-2=24。
(2)
铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为。根据,可知进入溶液的物质的质量比析出金属的质量要少,所以溶液的质量变少。
只有铁的活动性比氢强,能与酸发生反应置换出氢气,所以铁过量。滤渣中加入稀盐酸有气泡生成的原因是过量铁和盐酸产生氢气。活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。铁能与硫酸铜反应所以活动性Fe>Cu,银不能与硫酸铜反应所以活动性Cu>Ag。所以三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag。
(3)
一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳。氧化铁为红棕色,铁粉为黑色,所以当红色固体全部变黑时说明反应已经结束。该过程发生的反应为一氧化碳与氧化铁高温条件下生成铁和二氧化碳,不是化合反应。二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水不是化合反应。一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳,是多变一的反应,是化合反应。化学方程式为。
(4)
见答案。
15.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。
16. 热空气 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
【解析】
【详解】
(1)由图可知,原料有铁矿石、焦炭、石灰石和热空气;
(2)赤铁矿的主要成分是氧化铁,氧化铁能与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:
17. 二 活泼 化合物 四氧化三铁 氧化铁 铁矿石 焦炭 石灰石 一氧化碳 铁矿石
【解析】
【详解】
在地壳中前五位元素是:氧、硅、铝、铁,所以铁在地壳中含量居所有金属元素的第二位;铁的化学性质活泼,在自然界中主要以化合物的形式存在,磁铁矿主要成分是四氧化三铁,赤铁矿的主要成分是氧化铁;工业炼铁的原料是铁矿石、焦炭、石灰石,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳(具有还原性),把铁从铁矿石中还原出来。
18. A 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
【解析】
【详解】
氧化物是由两种元素组成,并且含有氧元素的化合物;
氧化铝中只含有铝和氧两种元素,属于氧化物;故选项正确;
碱式碳酸铜中含有铜、氢、氧、碳四种元素,不属于氧化物;故选项错误;
硫化氩铜中只含有铜和硫元素,不属于氧化物;故选项错误;
故选:A。
(2)一氧化碳能与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
试卷第1页,共1页