沪教版（全国）化学九年级上册课课练：5.2　金属矿物　铁的冶炼（word版有答案）

第5章　第2节　金属矿物　铁的冶炼　
一、选择题
1.自然界中有单质形式存在的金属是 (　　)
A.金 B.铁 C.铝 D.铜
2.炼铁高炉中发生了下列反应:①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁;②高温煅烧石灰石;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.②和③
C.③和④ D.只有④
3.下列关于工业炼铁的叙述中错误的是 (　　)
A. 主要原料为赤铁矿、焦炭、石灰石和热空气等
B.主要设备为高炉
C.焦炭的作用是产生热量、产生一氧化碳
D.主要产品为钢
4.“绿色化学”的理念正深入人心,工业生产更应该关注。二氧化硫是空气污染物,从效益与环保角度来说,下列矿石最不适宜炼铁的是 (　　)
A. 赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4)
C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3)
5.[2020·内江改编] 下列有关实验室模拟工业炼铁的叙述不正确的是 (　　)
A.硬质玻璃管中红棕色固体变为银白色
B.燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D.实验结束后先移去酒精喷灯,继续通CO直至硬质玻璃管冷却
6.向装有20 g Fe2O3的硬质玻璃管中通入CO,加热反应一段时间后,测得硬质玻璃管中剩余固体质量为15.2 g。则下列说法正确的是 (　　)
A.该反应属于置换反应
B.反应生成Fe的质量为15.2 g
C.反应生成CO2的质量为16.5 g
D.参加反应的Fe2O3占原Fe2O3总质量的80%
二、填空题
7.[2020·河南] 如为CO还原Fe2O3的微型装置如如图,则A处V形管内的固体粉末由　　　　色逐渐变黑;B处V形管内的溶液变浑浊,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　;将尾气点燃,化学方程式为　　　　　　　　　　。
8.用如所示装置完成 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变为红色,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,加入过量CuSO4溶液,充分反应。证明黑色粉末中含 Fe 和 Fe3O4 的现象是　　　　　　　　　　　　。
9.[2020·宁波] 如是某老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
(1)在B装置的液面下降到安全线之前,不能加热氧化铁,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)反应结束后停止加热,继续通CO,此时B装置的作用是　 。
10.[2020·东营改编] 如为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程如如图。[已知镍(Ni)能与硫酸反应生成硫酸镍(NiSO4),NiSO4与铁反应生成硫酸亚铁和Ni]
(1)用赤铁矿进行高炉冶铁的主要反应原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。
(2)三脱装置中红磷发生的反应的基本类型是　　　　　。
(3)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当于化学实验中　　　　(填一种仪器的名称)的作用。
(4)通过以上信息,得出白铜的成分中一定有　　　　,其硬度比纯铜　　　(填“大”或“小”)。
三、实验探究题
11.如为教材中实验室模拟炼铁的改进装置(部分夹持仪器略去)。
实验步骤如下:
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直至硬质玻璃管冷却。
回答下列问题。
(1)实验中可观察到A装置硬质玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变黑,说明Fe2O3转化为　　　　(填化学式);B装置中澄清石灰水变浑浊,发生反应的化学方程式为　。
(2)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用是　　　　(填字母)。
①收集多余的CO
②检验并吸收反应生成的CO2
A. 只有①　　　B.只有②　　　C.①和②
四、计算题
12.为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数,小龙和他的同学用足量的一氧化碳与10 g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应),并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收。该溶液总质量与反应时间的变化关系如所示。
(1)上述反应产生二氧化碳的质量为　　　　g。
(2)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数。
附|加|题
13.[2020·潍坊] 利用甲酸(HCOOH)与浓硫酸制备CO,并用如所示实验装置验证CO的有关性质。下列说法不正确的是 (　　)
(已知:HCOOHCO↑+H2O)
A.操作时,先点燃乙处酒精灯,再滴加HCOOH
B.装置丙的作用是防止倒吸
C.装置丁既可检验CO2,又可收集CO
D.随着反应进行,浓硫酸浓度降低,产生CO气体速率减小
答案
1.A　 金、银、铂的活动性很弱,在自然界中有单质形式存在;而铁、铝、铜的活动性较强,在自然界中一般以化合物的形式存在。
2.C　 高炉中发生的四个反应为①3CO+Fe2O32Fe+3CO2;②CaCO3CaO+CO2↑;③C+CO22CO;④C+O2CO2。从中看出,③和④属于化合反应。
3.D　 工业炼得的铁中含有的杂质相对较多,属于生铁。
4.C　 黄铁矿中含有硫元素,在冶炼过程中会产生污染空气的二氧化硫,且FeS2中铁元素含量不高,故黄铁矿最不适宜用来炼铁。
5.A　 一氧化碳能将氧化铁还原为铁的单质,观察到红棕色固体慢慢变成黑色;尾气中含有有毒的一氧化碳,可用酒精灯将其点燃处理,以免污染空气;赤铁矿的主要成分是Fe2O3;实验结束后先移去酒精喷灯,继续通CO直至硬质玻璃管冷却,这样既能防止铁在高温下被重新氧化,又能防止石灰水倒吸、炸裂玻璃管。
6.D　 设参加反应的氧化铁的质量为x,生成铁的质量为y,生成二氧化碳的质量为z。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2　固体质量减少
160 112 132 160-112=48
x y z 20 g-15.2 g=4.8 g
=　
x=16 g
=　
y=11.2 g
=　
z=13.2 g
生成铁的质量为11.2 g;生成二氧化碳的质量为13.2 g;参加反应的Fe2O3占原总质量的×100%=80%。
7.红棕　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　2CO+O22CO2
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,A外V形管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑;B处V形管内的溶液变浑浊,是因为二氧化碳能与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)2CaCO3↓+H2O;将尾气点燃,涉及的反应为一氧化碳燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为2CO+O22CO2。
8.(1)继续通入CO至玻璃管冷却至室温(或不拔出注射器,保持密闭状态至装置冷却至室温,合理即可)
(2)黑色粉末部分变红
(2)铁能与硫酸铜反应生成紫红色金属铜,而四氧化三铁不与硫酸铜反应,因此加入过量硫酸铜溶液后,可以看到黑色粉末部分变红。
9.(1)一氧化碳和空气混合,加热可能会发生爆炸(叙述合理即可)
(2)收集一氧化碳,防止污染空气
(1)一氧化碳具有可燃性,和助燃性气体混合,加热可能发生爆炸,所以在B装置的液面下降到安全线之前,不能加热氧化铁,因为一氧化碳和空气混合,加热可能会发生爆炸。(2)一氧化碳有毒,需要进行尾气处理,所以B装置的作用是收集一氧化碳,防止污染空气。
10.(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2　
(2)化合反应　(3)玻璃棒　(4)铜、镍　大
(2)三脱装置中,在点燃的条件下,红磷燃烧生成五氧化二磷,符合“多变一”的特征,属于化合反应。(3)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当于化学实验中玻璃棒搅拌的作用。(4)向滤液1中加入铁,生成了镍,依据质量守恒定律,说明白铜中含有镍,即白铜中含有铜和镍;白铜是一种铜的合金,硬度大于铜的硬度。
11.(1)Fe　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(2)C
12.(1)6.6
(2)解:设10 g该赤铁矿石中氧化铁的质量为x。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 132
x 6.6 g
=　x=8 g
该赤铁矿石中氧化铁的质量分数为
×100%=80%。
答:该赤铁矿石中氧化铁的质量分数为80%。
13.A　 操作时,先滴加HCOOH,生成一氧化碳,排尽装置内的空气后,再点燃装置乙处酒精灯,以防发生爆炸;装置丙能防止装置丁中的石灰水进入装置乙;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,装置丁可用于检验CO2;一氧化碳不与石灰水反应,又可以将瓶中的石灰水排出,装置丁又可以收集CO;HCOOHCO↑+H2O中,浓硫酸作催化剂,随着反应进行,浓硫酸浓度降低,催化效果减弱,产生CO气体速率减小。