九年级上册科学 专题六 金属的冶炼——还原反应（含答案）

九年级科学上册专题 金属的冶炼——还原反应
基础巩固
1.化学反应有化合、分解、置换、复分解四种基本类型。在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应，它们之间的关系可用下图表示。下列四个化学反应中属于阴影“A”范围内的是（ ）
2.在氢气还原氧化铜的实验中，进行如下操作：①加热　　②停止加热　　③通入氢气 ④停止通入氢气．下列操作顺序正确的是（　　）
A．①③②④ B．③①④② C．①③④② D．③①②④
3.H2和CO还原CuO的实验装置如图所示，下列说法错误的是（ ）
甲 氢气还原氧化铜 乙 一氧化碳还原氧化铜
A .实验时都应该先通入气体后加热，防止发生爆炸
B .两者都可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生
C .甲图试管略向下倾斜，乙图玻璃管保持水平，是因为两种气体的密度不同
D .甲图无尾气处理装置而乙图有，是因为一氧化碳有毒而氢气无毒
4.初中阶段:物质得氧和失氧的反应是氧化还原反应;高中阶段:凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。元素化合价升高的为还原剂，发生氧化反应;元素化合价降低的为氧化剂，发生还原反应;氧化反应和还原反应同时发生的，这样的反应称为氧化还原反应。请回答下列问题:
（1） 根据化合价改变判断下列四种基本反应类型，一定不是氧化还原反应的是 ． （选填序号）
A .化合反应B .分解反应C .置换反应D .复分解反应
（2） 下列反应中，氧化反应与还原反应在同一元素中进行的是 ． （多选，选填字母序号）
A .Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O B .4P+5O2 2P2O5
C .Zn+CuCl2=Cu+ZnCl2 D .3NO2+H2O═2HNO3+NO．
5.用纯净的木炭粉末还原氧化铜时，可发生反应：C+2CuO=高温=2Cu+CO2↑，C+CuO=高温=Cu+CO↑。现用1.2克木炭粉末还原10克氧化铜，反应物刚好反应完全，则生成的气体产物是（ ）
A .CO2 B .CO C .CO和CO2 D .Cu和CO
6.甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃 B 处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。
（1） B 中反应的还原剂是 .
（2） 对本实验的分析正确的是 (选填编号）
A .实验结束时应先熄灭B处酒精灯
B .C 中增加的质量与 B 中固体减小的质量相等
C .实验过程中共通入 2.8g 一氧化碳可生成 6.4g 铜
D .反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
（3） 甲同学认为 A 装置的作用是证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略 A 可达到同样的目的，理由是
能力提升
（1）实验操作步骤和装置的作用
1.(2020·宁波) ( https: / / www.zujuan.com / paper / view-2980144.shtml" \t "https: / / www.zujuan.com / question / _blank )如图是某科学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 。
(1) (2)
2.几千年前，人类就用木炭作为还原剂进行金属冶炼 。木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的“气体产物”可能是：①一氧化碳，②二氧化碳，③一氧化碳和二氧化碳的混合物。某学习小组为此用如图装置对木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的“气体产物”进行探究。关于该实验的说法正确的( )
A .观察到试管中的黑色物质变红色，则“气体产物”一定是①一氧化碳
B .观察到澄清石灰水变浑浊，则“气体产物”中一定有②二氧化碳
C .要证明是否存在二氧化碳，不需要在原装置前再连接一个装澄清石灰水的洗气瓶
D .该实验不能确定“气体产物”是一氧化碳，或二氧化碳，或二者的混合物
3.兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示的装置进行实验，对生成气体的成分进行探究。
【提出问题】生成的气体中是否含有一氧化碳
【实验与讨论】①打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间。通入氮气的目的是 。
②关闭K，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品。
③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，下列装置中最为合理的是 。
【实验求证】将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图甲所示的装置进行实验，若A中的固体选用CuO，B中溶液为澄清石灰水，若出现 现象，可说明气体样品中含有一氧化碳。
【实验反思】炭粉还原氧化铜的实验中，若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳与CuO的质量比，在下列数据中不可能的是 。
A．1：5 B．1：8 C．1：10 D．1：15
4.某气体可能由CO、H2、水蒸气中的一种或几种组成。小科利用下图的装置探究其成分，已知无水硫酸铜遇水会变蓝色。
（1）甲装置中盛放的液体是________ 。
（2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，澄清石灰水变浑浊，则原气体中一定含有________ （填化学式），同时乙装置中黑色固体变________色。
金属矿样品的测量与计算
1.某同学用一定量的铁与足量稀硫酸及足量氧化铜制单质铜，他设计了以下两种方案：
他若按实际实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为（ ）
A .①多 B .②多 C .一样多 D .无法判断
2.小科利用氢气还原氧化铜的原理和如图装置及药品来测定水的组成。假设生成的水完全被丁中碱石灰所吸收，装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计。下列说法错误的是（ ）
A .洗气瓶乙中浓硫酸的作用是干燥氢气
B .丙装置中的氧化铜没有完全被还原，会影响实验结果
C .该装置存在缺陷，应该在丁装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管
D .通过测定丙、丁装置质量的改变值，就能达到测定水的组成的目的
3.还原性铁粉在潮湿的空气中容易生锈。现有m1g生锈的铁粉样品，某兴趣小组同学按下图所示装置进行实验，测定该样品中氧化铁的质量分数(铁锈按氧化铁处理)。

（1） 某同学欲通过B装置反应前后的质量变化，测定该样品中氧化铁的质量分数B中的最佳试剂是________(填序号)
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2） 上述实验过程。CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气．防止加热时发生爆炸；②停止热后，防止A中生成物被氧化，防止B中的溶液倒吸入A中；③________ 。
（3） 完全反应后，甲同学称得铁粉的质量为m2g。同时测得装置B增重m3g，则铁粉样品中氧化铁的质量分数为________。
4.用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应），同学们设计了以下实验装置，准确称取15克干燥样品进行实验．
【查阅资料】①无水硫酸铜为白色固体，遇水变成蓝色。
②浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂。请根据资料回答：
（1）在实验中，乙装置的作用是　 　．
（2）准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表：
装置丙 装置丁
反应前 48.8克 161.2克
反应后 46.5克 163.9克
小丽想根据装置丁的质量变化进行计算，请帮小丽求出氧化铜样品的纯度（写出计算过程）．
（3）小明根据装置丙的质量变化计算，发现小丽结果偏大。请分析导致这一结果的原因可能是　 　．
A．装置的气密性不好 B．空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C．通入的氢气量不足 D．氧化铜没有完全被还原
5.用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应），同学们设计了以下实验装置。准确称取10克干燥样品进行实验。
反应 装置丙质量/g 装置丁质量/g
前 A C
后 B D
（1）在实验中，甲和丁装置的作用是一致的，因此有同学认为反应前后均需要进行质量的测量，对此提出你的看法________；
（2）准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表：根据装置丙减少的质量就是氧元素质量，求得氧化铜的质量，进而求出氧化铜的纯度。小陈想根据装置丁的质量变化进行计算，请算出氧化铜样品的纯度（用代数式表示）________；
（3）小陈的计算结果比实际值大，请分析导致这一结果的原因可能是 。
A.装置的气密性不够 B.空气中的水分被丁处浓硫酸吸收C.氧化铜样品没有完全反应
（3）气体成分的验证
例题：水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某科学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。
【提出猜想】⒈该混合气体只含有一氧化碳、氢气
⒉该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气
⒊该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气
⒋该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气
【查阅资料】
a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下装置进行了实验(部分夹持仪器已略去)。
装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有 。
（2） 装置C中的药品为 。
（3） E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊， E中的变化说明
氧化铜具有 性。
（4） 【实验结论】猜想 正确
1.某气体可能含有H2、CO2、CO、HCl中的一种或几种，把该气体依次通过澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸、灼热的氧化铜、无水硫酸铜、澄清石灰水，观察到的现象是：前面的一瓶澄清石灰水无明显变化，灼热的氧化铜变红色，无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝），后面的一瓶澄清石灰水变浑浊，下列关于该气体说法错误的是（ ）
A .一定含有H2 B .一定含有CO C .可能含有HCl D .可能含有CO2
2.某混合气体可能是CO、CO2、H2、H2O、CH4之中的一种或几种组成，为了验证混合气体的成分，设计了如图所示的装置进行实验（白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色，碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物），观察到的现象为：A中无明显现象，B中澄清石灰水变浑浊，烧杯中有水雾，迅速取下烧杯，向其中倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊．则原混合气体的组成情况可能有（　　）
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
3.某无色气体可能含有H2、CO、CH4中的一种或几种，依次进行下列实验（假设每一步反应或吸收均完全）（ ）
①无色气体在氧气中充分燃烧；②燃烧后生成的气体通过盛浓硫酸装置，装置的质量增加10.8g；③再将剩余气体通过盛NaOH溶液的装置；④装置的质量增加13.2g。
A .该气体一定含有H2、CO、CH4 B .该气体可能只含H2和CH4
C .该气体可能只含CO和CH4 D .该气体可能只含CH4
4.某混合气体由 CO、CO2、SO2 三种气体组成，小金同学查阅资料，①SO2 能使品红溶液褪色；②SO2 易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；③SO2 能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO 和 CO2 均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。为验证这三种气体，同学们设计并进行如下实验：
下列说法错误的是( )
A .装置A 的作用是检验并吸收二氧化硫
B .能证明气体中含有 CO2 的现象是B 中品红不褪色，C 中溶液变浑浊
C .若装置按C→D→A→B→E 的顺序连接，则无法验证的气体是 CO2
D .原装置中省略D 装置也能达到实验目的
5.某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分（不考虑气态有机物）按如图所示的装置进行检验。
【实验研究】拉动注射器，让废气依次通过装置。
【实验分析】
（1） 能证明废气中有水蒸气存在的现象是 ；
（2） 【反思评价】
小金认为，仅根据E中澄清石灰水变浑浊，无法确定一氧化碳的存在，其理由是 ；
小金根据D中的粉末由黑色变为红色，得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不够严密，若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严密，还应添加的一个实验装置及位置是 。
F装置的作用是 和 。
【实验结果】经检验，废气中存在CO2、CO、H2O。
6.某混合气体可能是 CO、CO2、H2O、H2 中的一种或几种，为确定成分，将 8 克混合气体通入如图装置中（假设每步吸收和反应均完全）。
实验测定的部分实验装置数据如下表：
装置 A B C F
实验前装置和药品总质量/g 100.0 100.0 100.0 100.0
实验后装置和药品总质量/g 100.8 104.2 100.2 104.4
则： 混合气体中含有的气体成分为________；（计算说明）
7.某同学使用如图所示装置进行一氧化碳与氧化铁反应的实验。请回答有关问题。
（1）有下列实验步骤:a.加热；b.通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空:
实验开始时,应先进行________操作。
（2）在C处放置一燃着的酒精灯,目的是________。
（3）①和②两个酒精灯先点燃________。
8.某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分(不考虑气态有机物)按如图所示的装置进行检验。
【实验研究】
拉动注射器，让废气依次通过装置。
【实验分析】
（1）能证明废气中有水蒸气存在的现象是________；
（2）F处的大号注射器，可以引导气体流向，其另一个主要作用是________；
（3）【反思评价】小金根据D中的粉末由黑色变为红色，得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不够严密，若废气中存在氢气也会出现该现象，要使上述结论更加严密，还应添加的一个实验装置及位置是________。
【实验结果】经检验，废气中存在CO2、CO、H2O。
九年级科学专题六金属的冶炼——还原反应答案
基础巩固
1.【答案】A 2.【答案】D 3.【答案】C
4.【答案】（1） D（2） A D
5.【答案】C
6.【答案】CO AD 点燃酒精灯B前，先通入CO时观察C中是否变浑浊可以证明CO不与石灰水反应
能力提升
（1）实验操作步骤和装置的作用
1.【答案】（1）防止CO与空气混合加热后爆炸 （2） 收集多余的CO，尾气处理
2【答案】.C
【答案】
4.【答案】 （1）浓硫酸（或浓H2SO4）
（2）CO；红
(2)金属矿样品的测量与计算
1.【答案】A 2. 【答案】 B 3. 【答案】 ② 将装置中生成的CO2挤入B中充分吸收 44m3/33m1
4.【答案】
5.【答案】 （1）甲瓶只是除去H2中的水,丁瓶吸收的水的质量要用来计算氧元素的质量
（2）4/9(D-C)
（3）B
（3）气体成分的验证
例题： H2O和CO2 NaOH溶液 氧化 2
1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】C
5.【答案】A中变蓝色 废气中原有的CO2没有被除尽，导致E中变浑浊
在DE之间装个A 抽气 和收集尾气
6.【答案】水蒸气 二氧化碳 一氧化碳 氢气
7.【答案】 （1）b
（2）将多余的CO燃烧掉或防止CO污染空气或尾气处理
（3）②
8.【答案】 （1）A中的固体由白色变蓝色
（2）收集尾气(或储气)
（3）在DE之间连接盛有无水硫酸铜的U形管(或在DE之间连接A装置)