沪教版（全国）化学九年级上册同步课时练习：第5章 第2节　金属矿物　铁的冶炼（word版有答案）

第2节　金属矿物　铁的冶炼
知识点 1　常见的金属矿物
1.下列矿物中,可用于炼铁的是 (　　)
A.孔雀石 B.明矾石 C.赤铜矿 D.赤铁矿
2.在评定铁矿石的品位和质量时,除了看这种铁矿石里的含铁量外,还要看它的脉石(SiO2)成分和有害杂质(硫、磷)的含量的多少。下列铁矿石一般不作为炼铁矿石的是 (　　)
A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4)
C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3)
3.下列关于金属资源的说法中,不正确的是 (　　)
A.自然界中除少数不活泼的金属如图金、银等有单质形式存在外,其余大多数以化合物形式存在
B.自然界中的金属资源是取之不尽的
C.人类大规模利用铁、铝、铜三种金属的先后顺序是铜、铁、铝,主要原因是它们的活动性差异
D.地壳中含量最多且目前被人们利用逐渐增多的金属元素是铝元素
知识点 2　铁的冶炼
4.高炉炼铁的原料是 (　　)
①焦炭　②铁矿石　③石灰石　④一氧化碳　⑤空气
A.②③④⑤ B.①②③⑤
C.①②③ D.②③④
5.炼铁时加入石灰石的主要作用是 (　　)
A.作还原剂 B.提供CO2
C.降低铁矿石的熔点 D.将矿石中的SiO2等杂质转化为炉渣
6.如图示是实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置,关于该实验,下列说法错误的是(　　)
A.实验时应先给硬质玻璃管加热,后通入一氧化碳
B.实验时,试管中的澄清石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成
C.实验中能观察到硬质玻璃管中红棕色粉末逐渐变成黑色
D.该实验缺少尾气处理装置
7.某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿石(主要成分为Fe2O3)、空气等,主要反应过程如图示,请回答下列问题。
(1)A的化学式为　　　　　 　。
(2)反应②的化学方程式为　 。
(3)反应③的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
8.工业上用100 t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是(　　)
A.56 t B.58.3 t C.70 t D.72.9 t
9.如图甲所示为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。回答下列问题。
实验步骤如图下:
Ⅰ.连接好装置,并检查装置的气密性;
Ⅱ.装好药品,先通一会儿CO,再点燃酒精喷灯;
Ⅲ.实验结束,先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却。
实验中可观察到A装置中玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变为黑色,说明Fe2O3转化为
　　　　(填化学式);B装置中澄清石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为　 。
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却的目的是　 。
(3)盛满足量的澄清石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法:①检验CO2;②充分吸收CO2;③收集CO;④检验CO;⑤充分吸收CO。上述说法中正确的是　　　　(填序号)。
(4)实验开始时要先通入一氧化碳,把装置中的空气排尽后再加热,以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是 　。
(5)图乙中高炉炼铁时焦炭的作用:
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)图乙中生铁出口低于炉渣出口的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
10.用如图示装置完成CO还原Fe2O3的实验。
(1)在冷却过程中,为防止管中黑色粉末因与空气接触而重新变为红棕色,应
　。
(2)有同学提出黑色粉末中还可能含有Fe3O4。已知Fe3O4不与CuSO4溶液反应。为验证黑色粉末成分,该同学取少量样品于烧杯中,加过量CuSO4溶液,充分反应。证明黑色粉末中含Fe和Fe3O4的现象是　 。
11.工业上炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程如图示。(已知:生铁的含碳量为 2%~4.3%,钢的含碳量为 0.03%~2%)
反应:①Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,②2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑。属于置换反应的是
　　　　(填序号,下同),作为高炉炼铁原理的是　　　　。
(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 　。
(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体的化学式是　　　　。炉渣中含有硅酸钙(CaSiO3),其中硅元素的化合价是　　　　。
(4)炼钢炉中,通入纯氧的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　。将钢锭轧制成钢板,体现了金属的　　　　性。
12.某炼铁厂每天消耗含氧化铁70%的赤铁矿16 t,则理论上可生产出含杂质4%的生铁多少吨 (要求根据化学方程式进行计算,计算结果精确到0.01 t)
13.[2020·杭州] 小金利用示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如图下:
步骤1:连接装置并检查装置的气密性,在确保装置气密性良好的基础上,按图示在各装置中添加药品。
步骤2:缓慢推注射器活塞,利用甲酸(一种无色溶液,溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理HCOOHCO↑+H2O)。
步骤3:待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯,当W形管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时,继续加热2 min后熄灭酒精灯。
步骤4:撤去酒精灯和盛热水的烧杯,用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。
(1)进行气密性检查时,可在万用瓶中盛适量水,然后推注射器活塞,当观察到
(填写现象),说明装置气密性良好。
(2)点燃酒精灯前,需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是
　。
(3)步骤3后,W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸,若固体产物全部是铁,步骤4中能观察到的现象是　 。
答案
1.D
2.C　黄铁矿中含有硫元素,冶炼过程中会产生二氧化硫气体,污染大气。
3.B　自然界中金属矿物的储量有限,而且不能再生,并不是取之不尽的。
4.B　5.D
6.A　实验时若先给硬质玻璃管加热,后通入一氧化碳,一氧化碳和氧气混合加热,可能会导致爆炸。
7.(1)CO2　
(2)C+CO22CO　
(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
8.B　设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是x,则有100 t×80%×=x×96%,解得x=58.3 t。
9.(1)Fe　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(2)防止生成的铁被空气中的氧气氧化
(3)①②③
(4)在硬质玻璃管右端导管口用排水法收集一试管气体,移近火焰点燃,若发出轻微的爆鸣声, 证明空气已排尽(合理即可)
(5)①产生热量(或提高炉温,合理即可)
②产生一氧化碳(合理即可)
(6)生铁的密度大于炉渣的密度(合理即可)
(1)玻璃管里发生的反应为一氧化碳在高温条件下将氧化铁还原为铁粉,氧化铁为红棕色,铁粉为黑色,A装置中玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变为黑色,说明氧化铁转化为铁单质;该反应还会生成二氧化碳气体,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。(2)实验结束后继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却,其目的是防止生成的铁再次与空气中的氧气反应。
10.(1)继续通入一氧化碳至玻璃管冷却至室温(合理即可)
(2)黑色粉末部分变红
(2)铁能与硫酸铜溶液反应生成紫红色金属铜,而四氧化三铁不与硫酸铜溶液反应,因此加入过量硫酸铜溶液后,可以看到黑色粉末部分变红。
11.(1)②　① 　
(2)增大反应物之间的接触面积,使其充分反应
(3)N2　+4
(4)和碳反应,降低生铁中的含碳量　延展
12.解:赤铁矿的主要成分是Fe2O3,设理论上可生产出含杂质4%的生铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
16 t×70% x×(1-4%)
=
x=8.17 t
答:理论上可生产出含杂质4%的生铁8.17 t。
13.(1)万用瓶中的水进入导管并形成一段稳定的水柱
(2)排尽W形管内的空气,防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸
(3)有气泡产生,固体逐渐溶解,溶液变为浅绿色(合理即可)
(1)在万用瓶中盛适量水,然后推注射器活塞,装置的气密性良好时,气体会被压入万用瓶中,可观察到万用瓶中有气泡产生,由于压强增大,万用瓶中的导管中会形成一段水柱且高度不变。(2)进行该实验时,由于一氧化碳有可燃性,需要把装置内的空气排尽,防止加热时装置发生爆炸,因此点燃酒精灯前,需要待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下。(3)若固体全部为铁,则将铁用磁铁吸引至W形管左侧的稀硫酸中,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,会观察到黑色固体逐渐溶解,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。