科粤版化学九年级下册：6.3金属矿物与冶炼 习题（含解析）
文档属性
| 名称 | 科粤版化学九年级下册：6.3金属矿物与冶炼 习题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 293.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-20 20:14:04 | ||
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文档简介
6.3 金属矿物与冶炼
一、单选题，共15小题
1．菱铁矿的主要成分是（ ）
A．Fe3O4
B．Fe2O3
C．FeS2
D．FeCO3
2．下列关于金属和金属材料的说法中，错误的是（ ）
A．自然界中，金、银、铜、铁主要以单质的形式存在
B．生铁和钢的性能不同主要是因为二者含碳量不同
C．实验室模拟工业炼铁中，体现了一氧化碳的还原性
D．高炉炼铁得到生铁
3．下列是4种矿石（括号中为主要成分），其主要成分属于单质的是（ ）
A．铝土矿 B．金矿
C．白钨矿 D．辉铜矿
4．下列矿石与其主要成分对应不一致的是（ ）
A．磁铁矿—FeCO3 B．铝土矿—Al2O3
C．赤铁矿—Fe2O3 D．黄铁矿—FeS2
5．冶铁的原料中，除铁矿石、焦炭、空气，还应添加的是（ ）
A．一氧化碳 B．石灰石
C．锰 D．碳化铁
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11.6 g，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20.0 g。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．符合下图装置设计意图的有（ ）
①说明CO具有还原性 ②既说明CO具有可燃性，又充分地利用了能源 ③说明CO得到氧后的产物是CO2 ④有效地防止了剧毒的CO对空气的污染
A．①② B．②④ C．②③④ D．①②③④
10．铝热反应常用于冶炼或焊接金属，反应原理：3CuO+2Al3Cu+Al2O3，现高温加热铝粉和氧化铜混合物，使其充分反应．为检验反应后氧化铜是否有剩余， 取少量反应后的固体，加入足量稀硫酸，反应后将锌片插入上层溶液中．（已知CuO+H2SO4═CuSO4+H2O）下列现象能说明氧化铜有剩余的是（ ）
A．加入稀硫酸后有气泡生成 B．加入稀硫酸后没有气泡生成
C．铝粉和氧化铜加热后有红色物质生成 D．锌片表面有红色物质生成
11．现有32g某种铁的氧化物，用足量的CO将其完全反应，将生成的气体通过足量澄清石灰水，得到沉淀50 g，则这种铁的氧化物可能是（ ）
A．FeO
B．Fe3O4
C．FeO与Fe3O4的混合物
D．Fe2O3与Fe3O4的混合物
12．已知：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2，向装有20 gFe2O3的硬质玻璃管中通入CO，加热反应一段时间后，测得玻璃 管中剩余固体质量为15.2 g，则下列说法正确的是（ ）
A．该反应中，CO是氧化剂
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占原总质量的80%
13．用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是： 。已知铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是
A．装置中漏斗的作用是防止倒吸
B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C．该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变
D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe3O4和FeO
14．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是（ ）
A．生铁属于混合物
B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应
C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D．工业炼铁的设备是高炉
15．用足量的CO 还原8.0 g某种铁的氧化物，生成的气体全部被足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀12.5 g，则这种铁的氧化物可能是（ ）
A．FeO B．Fe2O3与Fe3O4的混合物
C．FeO与Fe3O4的混合物 D．Fe3O4
二、填空题，共6小题
16．炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学设计的实验装置如图：
（1）实验中玻璃管里的现象是_____，观察到试管里出现的现象是_____。
（2）该实验要先通CO后加热，目的是_____。
17．常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3 3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）。其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为________．理由为 ________。
18．在常温下，碳的化学性质____________。在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成_____，化学方程式是___________；当氧气不充足时，碳燃烧生成________，化学方程式是___________________；这两个反应都属于__________（填基本反应类型）。在高温下，木炭能还原氧化铁，化学方程式为______________。
19．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。请回答：
（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为___________；图中还原氧化铁的化学方程式为：_______________。
（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是_____________。
20．工业铁红的主要成分是 Fe2O3，还含有少量的 FeO、Fe3O4。草酸晶体（H2C2O4 3H2O）在浓硫酸作用下会受热分解：H2C2O4 3H2OCO2↑+CO↑+4H2O。为了测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学在教师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）开展探究，并得到正确的结论。已知碱石灰是由固体氢氧化钠和氧化钙组成的混合物，整套装置气密性良好，反应所需试剂均足量。请回答下列问题：
（1）用草酸晶体制取一氧化碳气体，其发生装置与实验室用氯酸钾制取氧气装置_____（填 “相同”或“不相同”）。
（2）进入 D 中的气体是纯净、干燥的 CO，则 A、C 中的试剂依次是_____（填字母编号）。
a．浓硫酸 b．碳酸氢钠溶液 c．氢氧化钠溶液
（3）对 D 装置加热前和停止加热后，都需要通入过量的 CO，其作用分别是：加热前将装置中的空气排出，防止发生爆炸；停止加热后_____。
（4） 写出 D 装置中所发生反应的一个化学方程式_____。
（5）称取铁红样品 10.0 g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。若实验前后称得 E 装置增重 6.6 g，则此铁红中铁的质量分数是_____（精确到0.1%）。
（6）本实验中如果缺少 C 装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会_____（填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
21．赤铁矿是一种常见的铁矿石，赤铁矿主要成分是_____________。在高温条件下用碳还原赤铁矿冶炼成铁，同时产生、混合气体，此混合气体中碳的质量分数为40%，请写出该反应的化学方程式___________________。
三、简答题，共2小题
22．某同学用如图装置，进行有关碳及其氧化物的实验（图中夹持已略去），在完成气密性检查后加入药品，并已在装置中充满二氧化碳。
填写表格中的空白内容：
实验步骤 实验现象 实验分析
①缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯，加热一段时间 木炭粉减少，D中有气泡产生、澄清石灰水变浑浊且______ 硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为：___________
②点燃B处酒精喷灯，加热一段时间 B处玻璃管内___________ 以上实验说明___________具有还原性
③停止通入二氧化碳，熄灭A．B两处的火焰 C中有D中液体进入 /
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要并说明理由___________。
23．用下列装置对碳及其氧化物的性质进行系列实验探究。
实验 物质 问 题
X Y
实验一 CO CuO （1）实验开始前先通CO一段时间赶尽装置内空气。通过________________现象，可知装置内充满了CO气体。 （2）写出A处反应的化学方程式_________________，其中氧化铜发生_________（选填“氧化”或“还原”）反应。 （3）C中实验现象__________________。 （4）该实验能证明CO的化学性质是___________。
实验二 CO2 C 写出A处反应的化学方程式________________，通过__________________现象，能证明该反应发生。 （2）B装置的作用是_______________。 （3）若2 molC完全反应完，需要消耗________CO2。 I．1mol II． 2mol Ⅲ． >2mol IV．无法判断
参考答案
1．D
【解析】
A．Fe3O4是磁铁矿的主要成分，故选项A不正确；
B．Fe2O3是赤铁矿的主要成分，故选项B不正确；
C．FeS2是硫铁矿的主要成分，故选项C不正确；
D．FeCO3是菱铁矿的主要成分，故选项D正确。
故选D。
2．A
【解析】
A．在自然界中，除金、银等少数金属以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在，说法错误；
B．铁的合金有生铁和钢，生铁含碳量为2%～4.3%，钢含碳量为0.03～2%，说法正确；
C．实验室模拟工业炼铁中，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，体现了一氧化碳的还原性，说法正确；
D．高炉炼铁得到得铁中还含有杂质，是生铁，说法正确。
故选A。
3．B
【解析】
A．铝土矿主要成分是氧化铝，由两种元素组成，属于化合物，故不符合题意；
B．金矿是主要成分是金，由一种元素组成，属于单质，故符合题意；
C．白钨矿主要成分是CaWO4，由三种元素组成，属于化合物，故不符合题意；
D．辉铜矿主要成分是Cu2S，由两种元素组成，属于化合物，故不符合题意。
故选B。
4．A
【解析】
A．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，不是碳酸亚铁，符合题意；
B．铝土矿的主要成分是氧化铝，不符合题意；
C．赤铁矿的主要成分是氧化铁，不符合题意；
D．黄铁矿的主要成分是FeS2，不符合题意。
故选A。
5．B
【解析】
略
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：8.8 g××100%=6.4 g，
则含铁、氧两种元素的固体样品中氧元素质量为：6.4 g÷2=3.2 g，
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．D
【解析】
符合下图装置设计意图的有①说明CO具有还原性 ②既说明CO具有可燃性，又充分地利用了能源 ③说明CO得到氧后的产物是CO2 ④有效地防止了剧毒的CO对空气的污染。
点睛：本题主要考查一氧化碳性质和用途。
10．D
【解析】
A．如果氧化铜有剩余，加热反应充分反应后固体剩余物中不会含铝粉，加入稀硫酸时不会观察到有气泡放出；若有气泡生成，只能说明氧化铜不足，铝粉没有完全反应，不符合题意；
B．如果氧化铜有剩余，加热反应充分反应后固体剩余物中不会含铝粉，加入稀硫酸时不会观察到有气泡放出；但加入足量稀硫酸没有气泡也不能一定说明氧化铜有剩余，也可能是铝粉与氧化铜恰好完全反应，不符合题意；
C．氧化铜与铝粉混合加热生成红色的铜，因此加热反应结束后无论氧化铜有无剩余，红色物质是一定出现的，不符合题意；
D．如果氧化铜有剩余，取反应后固体加硫酸时，可观察到溶液变蓝色，插入的锌片表面会有红色物质生成，符合题意。故选D。
【点睛】
本题难度比较大，可采用假设成分推理现象来解题，又或者根据给出现象推理成分来解题。
11．C
【解析】
设：生成50 g碳酸钙，需二氧化碳质量为x。
x=22 g；
22 g二氧化碳中氧元素质量=；
氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁和一氧化碳反应的化学方程式为
FeO+COFe+CO2，3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2，Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2，由反应的化学方程式可知，反应生成的二氧化碳中的氧元素一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，因此铁的氧化物中氧元素质量为16 g÷2=8 g，32 g某种铁的氧化物中氧元素质量分数=，氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁中氧元素质量分数分别是：，由以上计算可知，这种铁的氧化物不可能是FeO、Fe2O3与Fe3O4的混合物、Fe3O4，可能是FeO与Fe3O4的混合物。故选C。
【点睛】
解答本题的关键是理解反应生成二氧化碳中的氧元素一半来自于铁的氧化物，一半来自于一氧化碳，要注意理解。
12．D
【解析】
A．由化学方程式可知，反应中一氧化碳得到氧，属于还原剂，选项错误；
B．由化学方程式可知，氧化铁失去的氧元素的质量与生成的铁的质量比=48：112，反应中氧化铁失去的氧元素的质量=20 g 15.2 g=4.8 g，则反应后生成的铁的质量为11.2 g，选项错误；
C．由化学方程式可知，氧化铁失去的氧元素的质量与生成的二氧化碳的质量比=48：132，反应中氧化铁失去的氧元素的质量=20 g 15.2g=4.8 g，则反应后生成的铁的质量为13.2 g，选项错误；
D．由题意可知，参加反应的氧化铁失去的氧元素的质量=20 g 15.2 g=4.8 g，参加反应的氧化铁的质量=4．8g÷×100%=16g，参加反应的Fe2O3占原总质量的质量分数=×100%=80%，选项正确，故选D。
13．D
【解析】
A．一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，故选项错误；
B．随着反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转化为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，故选项错误；
C．该实验中所有的化学反应里，最后一步一氧化碳在空气中点燃生成二氧化碳，其中氧气为单质，化合价为0价，生成物二氧化碳中氧元素化合价为-2价，化合价发生变化，故选项错误；
D．Fe2O3、Fe3O4和FeO中铁元素的质量分数依次为、、。随着反应的进行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72.4%，当四氧化三铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77.8%。当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，可知处在72.4%和77．8%之间，所以此时固体成分是Fe3O4和FeO，故选项正确。故选D。
14．B
【解析】
A．生铁是铁和碳的合金，属于混合物，不符合题意；
B．①焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳；化学方程式为：；②二氧化碳在高温条件下，与焦炭继续发生化合反应生成具有还原性的气体一氧化碳；化学方程式为：；③一氧化碳在高温条件下，与赤铁矿石中的氧化铁发生氧化还原反应，生成铁和二氧化碳；化学方程式为：。故反应过程①②③中，属于化合反应的有①②，③既不是置换反应，也不是化合反应，符合题意；
C．焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳，放出大量的热，原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳，不符合题意；
D．工业炼铁的设备是高炉，不符合题意。故选B。
15．C
【解析】
设生成12.5 g碳酸钙，需要二氧化碳的质量为x。
x=5.5 g
一氧化碳转化为二氧化碳的过程中夺取一个氧原子，该氧原子来源于铁的氧化物，故8.0 g铁的氧化物中氧元素的质量为；则铁原子与氧原子的个数比为，当FeO与Fe3O4的分子个数比为3:1时，铁原子与氧原子的个数比6:7，故选C。
16．红棕色粉末逐渐变黑 澄清石灰水变浑浊 排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸
【解析】
【详解】
（1）一氧化碳具有还原性，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，氧化铁颜色红棕色，铁颜色黑色，故答案为红棕色粉末逐渐变黑。
（2） 一氧化碳具有还原性，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故答案为澄清石灰水变浑浊。
（3） 一氧化碳具有可燃性，当气体不纯时有可能会发生爆炸，故答案为排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸。
17．磁铁矿、赤铁矿 含铁量较大、矿石中不含硫，冶炼中不易产生有害有SO2气体
【解析】
解：由计算可得磁铁矿、赤铁矿及黄铁矿中铁所占的质量分数比较高，但黄铁矿中含硫量很大，会产生SO2有毒气体，则黄铁矿不合适。
18．不活泼 二氧化碳##CO2 C+O2CO2 一氧化碳（CO） 2C+O22CO 化合反应 3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
【解析】
常温下，碳的化学性质不活泼；
在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成二氧化碳（CO2）；其反应的化学方程式为：C+O2CO2；
当氧气不充足时，碳燃烧生成一氧化碳（CO）；其反应的化学方程式为：2C+O22CO；
碳在氧气中燃烧是两种物质反应生成一种物质，故均属于化合反应；
在高温下，木炭能还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑。
19．赤铁矿 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 通气加热
【解析】
试题分析：（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁；实验室炼铁的原理是利用一氧化碳还原氧化铁，生成的是铁和二氧化碳：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）利用一氧化碳还原氧化铁，要先通一氧化碳再加热，目的是排尽玻璃管中空气，以免发生爆炸。
考点：实验室炼铁
20．不相同 c、a 防止生成的铁被重新氧化 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 76% 偏小
【解析】
（1）草酸晶体（H2C2O4 3H2O）在浓硫酸作用下受热分解，该反应的反应物有液体，反应条件是加热，应选择固液反应且需要加热的装置，实验室用氯酸钾制取氧气是固固加热型装置，装置不相同；故填：不相同；
（2）A在应该放氢氧化钠溶液，除去一氧化碳中的二氧化碳，B中的氢氧化钙溶液用来验证一氧化碳中的二氧化碳是否除尽，C中应该放浓硫酸，除去一氧化碳中的水蒸气。故填：c、a；
（3）对 D 装置加热前和停止加热后，都需要通入过量的 CO，其作用分别是：加热前将装置中的空气排出，防止发生爆炸；停止加热后，继续通一氧化碳，防止生成的铁被重新氧化。故填：防止生成的铁被重新氧化；
（4）D装置氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（5）E装置增重6.6 g，那么二氧化碳是6.6 g，氧元素的质量=6.6 g××100%=4.8 g，因为4.8 g氧元素的质量一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，那么铁红中氧元素的质量是4.8 g÷2=2.4 g，则铁红中铁的质量分数=×100%=76.0%；故填：76%；
（6）本实验中如果缺少C装置，空气中水蒸气会进入E装置，导致二氧化碳的质量偏大，从而导致氧元素的质量偏大，会导致铁元素的质量偏小，从而导致铁红中铁元素的质量分数偏小；故填：偏小。
21． 氧化铁（或Fe2O3）
【解析】
赤铁矿的主要成分是氧化铁（或Fe2O3）。
设生成的气体中，CO的质量为x，CO2的质量为y。则根据产生的混合气体中，碳元素的质量分数为40%，可以得出：，解得：。则可以推测出，当生成44 g的二氧化碳和196 g的一氧化碳时，其混合气体中碳元素的质量分数为40%。则可以分析出，8个碳还原3个氧化铁，生成1个二氧化碳和7个一氧化碳分子和6个铁。
故答案为：氧化铁（或Fe2O3）、。
22．石灰水沿右侧导气管进入到E中 C + CO22CO 固体由红色变为黑色 一氧化碳 不需要，未反应的CO进入D装置不会逸散到空气中
【解析】
①点燃A处酒精喷灯一段时间，碳还原二氧化碳生成一氧化碳，因此木炭粉减少，反应产生的二氧化碳及剩余的一氧化碳进入D中，二氧化碳能使石灰水变浑浊，同时D装置中液体被进入没有反应的气体压出D装置进入E；碳还原二氧化碳生成一氧化碳，故反应的化学方程式为：C + CO22CO；
②点燃B处酒精灯，一段时间，前面碳还原二氧化碳生成一氧化碳，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，因此B处红色粉末变为黑色，说明一氧化碳具有还原性；
该装置不需要添加尾气处理装置，因为过量一氧化碳已收集在D中，并没有排放到空气中，不会造成污染。
23．D处尾气燃烧 CO+CuOCu+CO2 还原 澄清变浑浊 还原性，可燃性 C+CO22CO D处尾气燃烧 防止液体倒流使玻璃管破裂 Ⅲ
【解析】
实验一（1）一氧化碳具有可燃性，实验开始前先通CO一段时间赶尽装置内空气。通过D处尾气燃烧现象，可知装置内充满了CO气体，空气被赶完；（2）一氧化碳和氧化铜在加热的条件下，生成铜和二氧化碳，化学方程式为：CO+CuOCu+CO2，其中氧化铜被还原发生还原反应；（3）C中实验现象澄清石灰水变浑浊；（4）一氧化碳能将氧化铜还原，具有还原性，一氧化碳能燃烧，说明具有可燃性，故该实验能证明CO的化学性质是还原性，可燃性；实验二、（1）A处反应的化学方程式为：C+CO22CO；碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，故通过D处尾气燃烧的现象，能证明该反应发生；（2）B装置的作用是防止液体倒流使玻璃管破裂；（3）根据C+CO22CO，可知通入的二氧化碳不可能完全反应，所以2 molC完全反应完，需要消耗多余2 mol的CO2。
试卷第2页，共15页
1
一、单选题，共15小题
1．菱铁矿的主要成分是（ ）
A．Fe3O4
B．Fe2O3
C．FeS2
D．FeCO3
2．下列关于金属和金属材料的说法中，错误的是（ ）
A．自然界中，金、银、铜、铁主要以单质的形式存在
B．生铁和钢的性能不同主要是因为二者含碳量不同
C．实验室模拟工业炼铁中，体现了一氧化碳的还原性
D．高炉炼铁得到生铁
3．下列是4种矿石（括号中为主要成分），其主要成分属于单质的是（ ）
A．铝土矿 B．金矿
C．白钨矿 D．辉铜矿
4．下列矿石与其主要成分对应不一致的是（ ）
A．磁铁矿—FeCO3 B．铝土矿—Al2O3
C．赤铁矿—Fe2O3 D．黄铁矿—FeS2
5．冶铁的原料中，除铁矿石、焦炭、空气，还应添加的是（ ）
A．一氧化碳 B．石灰石
C．锰 D．碳化铁
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11.6 g，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20.0 g。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．符合下图装置设计意图的有（ ）
①说明CO具有还原性 ②既说明CO具有可燃性，又充分地利用了能源 ③说明CO得到氧后的产物是CO2 ④有效地防止了剧毒的CO对空气的污染
A．①② B．②④ C．②③④ D．①②③④
10．铝热反应常用于冶炼或焊接金属，反应原理：3CuO+2Al3Cu+Al2O3，现高温加热铝粉和氧化铜混合物，使其充分反应．为检验反应后氧化铜是否有剩余， 取少量反应后的固体，加入足量稀硫酸，反应后将锌片插入上层溶液中．（已知CuO+H2SO4═CuSO4+H2O）下列现象能说明氧化铜有剩余的是（ ）
A．加入稀硫酸后有气泡生成 B．加入稀硫酸后没有气泡生成
C．铝粉和氧化铜加热后有红色物质生成 D．锌片表面有红色物质生成
11．现有32g某种铁的氧化物，用足量的CO将其完全反应，将生成的气体通过足量澄清石灰水，得到沉淀50 g，则这种铁的氧化物可能是（ ）
A．FeO
B．Fe3O4
C．FeO与Fe3O4的混合物
D．Fe2O3与Fe3O4的混合物
12．已知：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2，向装有20 gFe2O3的硬质玻璃管中通入CO，加热反应一段时间后，测得玻璃 管中剩余固体质量为15.2 g，则下列说法正确的是（ ）
A．该反应中，CO是氧化剂
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占原总质量的80%
13．用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是： 。已知铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是
A．装置中漏斗的作用是防止倒吸
B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C．该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变
D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe3O4和FeO
14．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是（ ）
A．生铁属于混合物
B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应
C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D．工业炼铁的设备是高炉
15．用足量的CO 还原8.0 g某种铁的氧化物，生成的气体全部被足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀12.5 g，则这种铁的氧化物可能是（ ）
A．FeO B．Fe2O3与Fe3O4的混合物
C．FeO与Fe3O4的混合物 D．Fe3O4
二、填空题，共6小题
16．炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学设计的实验装置如图：
（1）实验中玻璃管里的现象是_____，观察到试管里出现的现象是_____。
（2）该实验要先通CO后加热，目的是_____。
17．常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3 3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）。其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为________．理由为 ________。
18．在常温下，碳的化学性质____________。在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成_____，化学方程式是___________；当氧气不充足时，碳燃烧生成________，化学方程式是___________________；这两个反应都属于__________（填基本反应类型）。在高温下，木炭能还原氧化铁，化学方程式为______________。
19．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。请回答：
（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为___________；图中还原氧化铁的化学方程式为：_______________。
（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是_____________。
20．工业铁红的主要成分是 Fe2O3，还含有少量的 FeO、Fe3O4。草酸晶体（H2C2O4 3H2O）在浓硫酸作用下会受热分解：H2C2O4 3H2OCO2↑+CO↑+4H2O。为了测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学在教师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）开展探究，并得到正确的结论。已知碱石灰是由固体氢氧化钠和氧化钙组成的混合物，整套装置气密性良好，反应所需试剂均足量。请回答下列问题：
（1）用草酸晶体制取一氧化碳气体，其发生装置与实验室用氯酸钾制取氧气装置_____（填 “相同”或“不相同”）。
（2）进入 D 中的气体是纯净、干燥的 CO，则 A、C 中的试剂依次是_____（填字母编号）。
a．浓硫酸 b．碳酸氢钠溶液 c．氢氧化钠溶液
（3）对 D 装置加热前和停止加热后，都需要通入过量的 CO，其作用分别是：加热前将装置中的空气排出，防止发生爆炸；停止加热后_____。
（4） 写出 D 装置中所发生反应的一个化学方程式_____。
（5）称取铁红样品 10.0 g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。若实验前后称得 E 装置增重 6.6 g，则此铁红中铁的质量分数是_____（精确到0.1%）。
（6）本实验中如果缺少 C 装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会_____（填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
21．赤铁矿是一种常见的铁矿石，赤铁矿主要成分是_____________。在高温条件下用碳还原赤铁矿冶炼成铁，同时产生、混合气体，此混合气体中碳的质量分数为40%，请写出该反应的化学方程式___________________。
三、简答题，共2小题
22．某同学用如图装置，进行有关碳及其氧化物的实验（图中夹持已略去），在完成气密性检查后加入药品，并已在装置中充满二氧化碳。
填写表格中的空白内容：
实验步骤 实验现象 实验分析
①缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯，加热一段时间 木炭粉减少，D中有气泡产生、澄清石灰水变浑浊且______ 硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为：___________
②点燃B处酒精喷灯，加热一段时间 B处玻璃管内___________ 以上实验说明___________具有还原性
③停止通入二氧化碳，熄灭A．B两处的火焰 C中有D中液体进入 /
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要并说明理由___________。
23．用下列装置对碳及其氧化物的性质进行系列实验探究。
实验 物质 问 题
X Y
实验一 CO CuO （1）实验开始前先通CO一段时间赶尽装置内空气。通过________________现象，可知装置内充满了CO气体。 （2）写出A处反应的化学方程式_________________，其中氧化铜发生_________（选填“氧化”或“还原”）反应。 （3）C中实验现象__________________。 （4）该实验能证明CO的化学性质是___________。
实验二 CO2 C 写出A处反应的化学方程式________________，通过__________________现象，能证明该反应发生。 （2）B装置的作用是_______________。 （3）若2 molC完全反应完，需要消耗________CO2。 I．1mol II． 2mol Ⅲ． >2mol IV．无法判断
参考答案
1．D
【解析】
A．Fe3O4是磁铁矿的主要成分，故选项A不正确；
B．Fe2O3是赤铁矿的主要成分，故选项B不正确；
C．FeS2是硫铁矿的主要成分，故选项C不正确；
D．FeCO3是菱铁矿的主要成分，故选项D正确。
故选D。
2．A
【解析】
A．在自然界中，除金、银等少数金属以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在，说法错误；
B．铁的合金有生铁和钢，生铁含碳量为2%～4.3%，钢含碳量为0.03～2%，说法正确；
C．实验室模拟工业炼铁中，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，体现了一氧化碳的还原性，说法正确；
D．高炉炼铁得到得铁中还含有杂质，是生铁，说法正确。
故选A。
3．B
【解析】
A．铝土矿主要成分是氧化铝，由两种元素组成，属于化合物，故不符合题意；
B．金矿是主要成分是金，由一种元素组成，属于单质，故符合题意；
C．白钨矿主要成分是CaWO4，由三种元素组成，属于化合物，故不符合题意；
D．辉铜矿主要成分是Cu2S，由两种元素组成，属于化合物，故不符合题意。
故选B。
4．A
【解析】
A．磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，不是碳酸亚铁，符合题意；
B．铝土矿的主要成分是氧化铝，不符合题意；
C．赤铁矿的主要成分是氧化铁，不符合题意；
D．黄铁矿的主要成分是FeS2，不符合题意。
故选A。
5．B
【解析】
略
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：8.8 g××100%=6.4 g，
则含铁、氧两种元素的固体样品中氧元素质量为：6.4 g÷2=3.2 g，
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．D
【解析】
符合下图装置设计意图的有①说明CO具有还原性 ②既说明CO具有可燃性，又充分地利用了能源 ③说明CO得到氧后的产物是CO2 ④有效地防止了剧毒的CO对空气的污染。
点睛：本题主要考查一氧化碳性质和用途。
10．D
【解析】
A．如果氧化铜有剩余，加热反应充分反应后固体剩余物中不会含铝粉，加入稀硫酸时不会观察到有气泡放出；若有气泡生成，只能说明氧化铜不足，铝粉没有完全反应，不符合题意；
B．如果氧化铜有剩余，加热反应充分反应后固体剩余物中不会含铝粉，加入稀硫酸时不会观察到有气泡放出；但加入足量稀硫酸没有气泡也不能一定说明氧化铜有剩余，也可能是铝粉与氧化铜恰好完全反应，不符合题意；
C．氧化铜与铝粉混合加热生成红色的铜，因此加热反应结束后无论氧化铜有无剩余，红色物质是一定出现的，不符合题意；
D．如果氧化铜有剩余，取反应后固体加硫酸时，可观察到溶液变蓝色，插入的锌片表面会有红色物质生成，符合题意。故选D。
【点睛】
本题难度比较大，可采用假设成分推理现象来解题，又或者根据给出现象推理成分来解题。
11．C
【解析】
设：生成50 g碳酸钙，需二氧化碳质量为x。
x=22 g；
22 g二氧化碳中氧元素质量=；
氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁和一氧化碳反应的化学方程式为
FeO+COFe+CO2，3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2，Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2，由反应的化学方程式可知，反应生成的二氧化碳中的氧元素一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，因此铁的氧化物中氧元素质量为16 g÷2=8 g，32 g某种铁的氧化物中氧元素质量分数=，氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁中氧元素质量分数分别是：，由以上计算可知，这种铁的氧化物不可能是FeO、Fe2O3与Fe3O4的混合物、Fe3O4，可能是FeO与Fe3O4的混合物。故选C。
【点睛】
解答本题的关键是理解反应生成二氧化碳中的氧元素一半来自于铁的氧化物，一半来自于一氧化碳，要注意理解。
12．D
【解析】
A．由化学方程式可知，反应中一氧化碳得到氧，属于还原剂，选项错误；
B．由化学方程式可知，氧化铁失去的氧元素的质量与生成的铁的质量比=48：112，反应中氧化铁失去的氧元素的质量=20 g 15.2 g=4.8 g，则反应后生成的铁的质量为11.2 g，选项错误；
C．由化学方程式可知，氧化铁失去的氧元素的质量与生成的二氧化碳的质量比=48：132，反应中氧化铁失去的氧元素的质量=20 g 15.2g=4.8 g，则反应后生成的铁的质量为13.2 g，选项错误；
D．由题意可知，参加反应的氧化铁失去的氧元素的质量=20 g 15.2 g=4.8 g，参加反应的氧化铁的质量=4．8g÷×100%=16g，参加反应的Fe2O3占原总质量的质量分数=×100%=80%，选项正确，故选D。
13．D
【解析】
A．一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，故选项错误；
B．随着反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转化为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，故选项错误；
C．该实验中所有的化学反应里，最后一步一氧化碳在空气中点燃生成二氧化碳，其中氧气为单质，化合价为0价，生成物二氧化碳中氧元素化合价为-2价，化合价发生变化，故选项错误；
D．Fe2O3、Fe3O4和FeO中铁元素的质量分数依次为、、。随着反应的进行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72.4%，当四氧化三铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77.8%。当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，可知处在72.4%和77．8%之间，所以此时固体成分是Fe3O4和FeO，故选项正确。故选D。
14．B
【解析】
A．生铁是铁和碳的合金，属于混合物，不符合题意；
B．①焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳；化学方程式为：；②二氧化碳在高温条件下，与焦炭继续发生化合反应生成具有还原性的气体一氧化碳；化学方程式为：；③一氧化碳在高温条件下，与赤铁矿石中的氧化铁发生氧化还原反应，生成铁和二氧化碳；化学方程式为：。故反应过程①②③中，属于化合反应的有①②，③既不是置换反应，也不是化合反应，符合题意；
C．焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳，放出大量的热，原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳，不符合题意；
D．工业炼铁的设备是高炉，不符合题意。故选B。
15．C
【解析】
设生成12.5 g碳酸钙，需要二氧化碳的质量为x。
x=5.5 g
一氧化碳转化为二氧化碳的过程中夺取一个氧原子，该氧原子来源于铁的氧化物，故8.0 g铁的氧化物中氧元素的质量为；则铁原子与氧原子的个数比为，当FeO与Fe3O4的分子个数比为3:1时，铁原子与氧原子的个数比6:7，故选C。
16．红棕色粉末逐渐变黑 澄清石灰水变浑浊 排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸
【解析】
【详解】
（1）一氧化碳具有还原性，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，氧化铁颜色红棕色，铁颜色黑色，故答案为红棕色粉末逐渐变黑。
（2） 一氧化碳具有还原性，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故答案为澄清石灰水变浑浊。
（3） 一氧化碳具有可燃性，当气体不纯时有可能会发生爆炸，故答案为排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸。
17．磁铁矿、赤铁矿 含铁量较大、矿石中不含硫，冶炼中不易产生有害有SO2气体
【解析】
解：由计算可得磁铁矿、赤铁矿及黄铁矿中铁所占的质量分数比较高，但黄铁矿中含硫量很大，会产生SO2有毒气体，则黄铁矿不合适。
18．不活泼 二氧化碳##CO2 C+O2CO2 一氧化碳（CO） 2C+O22CO 化合反应 3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
【解析】
常温下，碳的化学性质不活泼；
在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成二氧化碳（CO2）；其反应的化学方程式为：C+O2CO2；
当氧气不充足时，碳燃烧生成一氧化碳（CO）；其反应的化学方程式为：2C+O22CO；
碳在氧气中燃烧是两种物质反应生成一种物质，故均属于化合反应；
在高温下，木炭能还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑。
19．赤铁矿 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 通气加热
【解析】
试题分析：（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁；实验室炼铁的原理是利用一氧化碳还原氧化铁，生成的是铁和二氧化碳：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）利用一氧化碳还原氧化铁，要先通一氧化碳再加热，目的是排尽玻璃管中空气，以免发生爆炸。
考点：实验室炼铁
20．不相同 c、a 防止生成的铁被重新氧化 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 76% 偏小
【解析】
（1）草酸晶体（H2C2O4 3H2O）在浓硫酸作用下受热分解，该反应的反应物有液体，反应条件是加热，应选择固液反应且需要加热的装置，实验室用氯酸钾制取氧气是固固加热型装置，装置不相同；故填：不相同；
（2）A在应该放氢氧化钠溶液，除去一氧化碳中的二氧化碳，B中的氢氧化钙溶液用来验证一氧化碳中的二氧化碳是否除尽，C中应该放浓硫酸，除去一氧化碳中的水蒸气。故填：c、a；
（3）对 D 装置加热前和停止加热后，都需要通入过量的 CO，其作用分别是：加热前将装置中的空气排出，防止发生爆炸；停止加热后，继续通一氧化碳，防止生成的铁被重新氧化。故填：防止生成的铁被重新氧化；
（4）D装置氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（5）E装置增重6.6 g，那么二氧化碳是6.6 g，氧元素的质量=6.6 g××100%=4.8 g，因为4.8 g氧元素的质量一半来自于一氧化碳，一半来自于铁的氧化物，那么铁红中氧元素的质量是4.8 g÷2=2.4 g，则铁红中铁的质量分数=×100%=76.0%；故填：76%；
（6）本实验中如果缺少C装置，空气中水蒸气会进入E装置，导致二氧化碳的质量偏大，从而导致氧元素的质量偏大，会导致铁元素的质量偏小，从而导致铁红中铁元素的质量分数偏小；故填：偏小。
21． 氧化铁（或Fe2O3）
【解析】
赤铁矿的主要成分是氧化铁（或Fe2O3）。
设生成的气体中，CO的质量为x，CO2的质量为y。则根据产生的混合气体中，碳元素的质量分数为40%，可以得出：，解得：。则可以推测出，当生成44 g的二氧化碳和196 g的一氧化碳时，其混合气体中碳元素的质量分数为40%。则可以分析出，8个碳还原3个氧化铁，生成1个二氧化碳和7个一氧化碳分子和6个铁。
故答案为：氧化铁（或Fe2O3）、。
22．石灰水沿右侧导气管进入到E中 C + CO22CO 固体由红色变为黑色 一氧化碳 不需要，未反应的CO进入D装置不会逸散到空气中
【解析】
①点燃A处酒精喷灯一段时间，碳还原二氧化碳生成一氧化碳，因此木炭粉减少，反应产生的二氧化碳及剩余的一氧化碳进入D中，二氧化碳能使石灰水变浑浊，同时D装置中液体被进入没有反应的气体压出D装置进入E；碳还原二氧化碳生成一氧化碳，故反应的化学方程式为：C + CO22CO；
②点燃B处酒精灯，一段时间，前面碳还原二氧化碳生成一氧化碳，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，因此B处红色粉末变为黑色，说明一氧化碳具有还原性；
该装置不需要添加尾气处理装置，因为过量一氧化碳已收集在D中，并没有排放到空气中，不会造成污染。
23．D处尾气燃烧 CO+CuOCu+CO2 还原 澄清变浑浊 还原性，可燃性 C+CO22CO D处尾气燃烧 防止液体倒流使玻璃管破裂 Ⅲ
【解析】
实验一（1）一氧化碳具有可燃性，实验开始前先通CO一段时间赶尽装置内空气。通过D处尾气燃烧现象，可知装置内充满了CO气体，空气被赶完；（2）一氧化碳和氧化铜在加热的条件下，生成铜和二氧化碳，化学方程式为：CO+CuOCu+CO2，其中氧化铜被还原发生还原反应；（3）C中实验现象澄清石灰水变浑浊；（4）一氧化碳能将氧化铜还原，具有还原性，一氧化碳能燃烧，说明具有可燃性，故该实验能证明CO的化学性质是还原性，可燃性；实验二、（1）A处反应的化学方程式为：C+CO22CO；碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，故通过D处尾气燃烧的现象，能证明该反应发生；（2）B装置的作用是防止液体倒流使玻璃管破裂；（3）根据C+CO22CO，可知通入的二氧化碳不可能完全反应，所以2 molC完全反应完，需要消耗多余2 mol的CO2。
试卷第2页，共15页
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