2024人教版化学九年级下学期课时练--课题3　金属资源的利用和保护 第1课时　铁的冶炼

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2024人教版化学九年级下学期
第八单元　金属和金属材料
课题3　金属资源的利用和保护
第1课时　铁的冶炼
测试时间:20分钟
一、选择题
1.(2023河南新乡卫滨一模)明明同学笔记中有处错误,你认为该错误是图中的哪一处 (　　)
A.a处　　　　　　　B.b处　　　　　C.c处　　　　　　　　　D.d处
2.(2023浙江绍兴二模)春秋初期,绍兴一带是南方的一个冶铁中心,其炼铁方法是在1 000 ℃左右的温度下,使木炭和铁矿石(主要成分为Fe2O3)发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中发生的主要化学反应为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,下列说法错误的是 (　　)
A.海绵铁是一种混合物
B.上述反应中CO有还原性
C.Fe2O3中铁元素的化合价为+3价
D.炼铁过程中只生成CO2,不需要进行尾气处理
3.(2023河南沈丘二模)如图所示,明代宋应星的《天工开物》描绘了我国的古代炼铁技术。现代工业利用高炉炼铁下列说法错误的是 (　　)
　　
生熟炼铁炉(一) 生熟炼铁炉(二)
A.向高炉内加入铁矿石、焦炭、石灰石,在高温下炼铁
B.高炉炼铁出铁口出的是生铁
C.加入焦炭的目的只是利用其可燃性
D.工业上用赤铁矿石炼铁的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
4.为测定某赤铁矿石的纯度,进行如下实验:高温条件下,将75 g含碳元素36%的一氧化碳和二氧化碳的混合物通入100 g赤铁矿石样品中,恰好完全反应。则该赤铁矿石的纯度为 (　　)
A.40%　　　　B.60%　　　　C.80%　　　　D.75%
5.(2023河南灵宝三模)如图所示是某同学在实验室模拟工业炼铁的装置,下列说法中正确的是 (　　)
A.实验时先点燃酒精喷灯再通入一氧化碳
B.实验中能观察到玻璃管中粉末由黑色逐渐变为红棕色
C.由澄清石灰水变浑浊可证明反应生成了二氧化碳
D.通过澄清石灰水后的气体可直接排放
6.如图所示为CO还原Fe2O3的微型实验装置(夹持仪器已略去),甲酸在热的浓硫酸作用下会分解生成CO(HCOOH H2O+CO↑),利用CO还原Fe2O3。下列有关该实验的说法错误的是　 (　　)
A.此装置内空间较小,空气易排尽,实验危险系数小
B.此实验装置的主要优点是尾气处理有效节能
C.该实验中CO既表现出还原性,又表现出可燃性
D.该实验中观察到的现象是红棕色粉末变成了银白色,澄清石灰水变浑浊
二、填空题
7.(2023吉林长春一模)我国有着悠久的钢铁冶炼史,《天工开物》中记载的“炒钢法”如图甲所示,该方法的生产过程可用图乙表示。
甲　　 乙
资料:①潮泥灰的主要成分是石灰石。②铁的熔点是1 539 ℃。
根据图文回答下列问题。
(1)不断鼓入空气的目的是　　　　　　　　　　　　。
(2)炼铁炉中生成铁的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
8.(2023辽宁沈阳苏家屯期末)图甲是实验室模拟炼铁的装置图,试回答:
甲　　　　　 乙
(1)按图甲所示连接实验装置、检查装置气密性、装药品、固定实验装置后,主要实验步骤有:①通入一氧化碳;②停止通入一氧化碳;③点燃酒精喷灯;④熄灭酒精喷灯。正确的操作顺序是　　　　　　(填序号)。
(2)实验过程中仪器①中的现象是　　　　　　　　　　　。
(3)实验过程中产生的尾气不能直接排放的原因是　　　　　　　　　　　。
(4)图乙是工业生产中炼铁高炉的示意图。实际生产中炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等,其中焦炭的作用是　　　　　　　　　　　。
9.(2023河北中考改编)某小组同学对炼铁高炉中发生的主要反应进行了知识网络建构,各物质之间的转化关系如图所示(反应条件已略去)。A~H是初中化学常见物质,其中B、D、G为高炉炼铁原料的主要成分,且G为红棕色氧化物。
请回答下列问题:
(1)G的化学式为　　　　。
(2)反应②的基本反应类型为　　　　　　。
(3)反应③的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(4)反应①在高炉炼铁中的作用是　　　　　　　　　。
三、计算题
10.请你利用图中提供的3个数据,自拟一道有关化学方程式的计算题,并写出解答过程。
答案全解全析
一、选择题
1.答案　D　赤铁矿的主要成分是氧化铁;一氧化碳是有毒气体;该反应的条件是高温;该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应。
2.答案　D　海绵铁中含有较多杂质,属于混合物;在该反应中,一氧化碳夺取了氧化铁中的氧,说明一氧化碳具有还原性;Fe2O3中氧元素的化合价为-2价,根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零,可知铁元素为+3价;产生的尾气中含有一氧化碳,直接排放到空气中会污染环境,需要处理尾气。
3.答案　C　工业炼铁中利用了焦炭的可燃性,提供热量;又利用其还原性,与二氧化碳反应生成一氧化碳气体;一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳。
4.答案　C　75 g含碳元素36%的一氧化碳和二氧化碳的混合物中含有碳元素的质量为75 g×36%=27 g,当一氧化碳全部转化为二氧化碳时,二氧化碳的总质量为27 g÷=99 g,则一氧化碳从氧化铁中得到的氧元素的质量为99 g-75 g=24 g,氧化铁的质量为24 g÷=80 g,该赤铁矿石的纯度为×100%=80%。
5.答案　C　实验时先通入一氧化碳排尽装置内的空气,再点燃酒精喷灯,防止加热时发生爆炸;实验中能观察到玻璃管中粉末由红棕色逐渐变为黑色;由澄清石灰水变浑浊可证明反应生成了二氧化碳;通过澄清石灰水后的气体中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,不能直接排放。
6.答案　D　此装置内空间较小,空气容易排尽,实验危险系数小,A正确;此实验装置利用尾气中的一氧化碳燃烧产生的热量对氧化铁进行加热,充分利用了能源,B正确;一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,尾气中的一氧化碳燃烧生成二氧化碳,该实验中一氧化碳既表现出还原性,又表现出可燃性,C正确;一氧化碳具有还原性,高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,实验进行一段时间后,可观察到红棕色粉末变黑,澄清石灰水变浑浊,D错误。
二、填空题
7.答案　(1)提供充足氧气,使煤燃烧更充分,提高温度　(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
解析　(1)炼铁炉中不断鼓入空气,为煤燃烧提供了充足的氧气,可使煤燃烧更剧烈、更充分,提高温度。(2)炼铁炉中生成铁的反应为一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳。
8.答案　(1)①③④②　(2)红棕色粉末逐渐变为黑色　(3)尾气中含有CO,直接排放会污染空气　(4)提供热量、产生一氧化碳
解析　(1)为了排净装置中的空气,应该先通一氧化碳再点燃酒精喷灯,以防加热时发生爆炸;实验结束后应该先熄灭酒精喷灯再停止通一氧化碳,防止空气进入装置中,将铁氧化。(2)在高温条件下,一氧化碳可以把红棕色的氧化铁还原成黑色的铁,所以玻璃管内的现象是红棕色粉末逐渐变成黑色。(3)一氧化碳有毒,所以实验过程中产生的尾气不能直接排放,否则会污染空气。(4)焦炭在燃烧的过程中能放出大量的热,同时焦炭可以把二氧化碳还原为一氧化碳。
9.答案　(1)Fe2O3　(2)分解反应　(3)CO2+C 2CO　(4)提供热量
解析　B、D、G为高炉炼铁原料的主要成分,且G为红棕色氧化物,则G是氧化铁;B、D分别为C和CaCO3中的一种,D分解生成C和E,A和B反应生成C,说明D是CaCO3,B是C,A是O2,C是CO2;C和CO2能反应生成F,则F为CO;CO和Fe2O3在高温下反应生成CO2和Fe,则H为Fe;代入验证,符合题意。(1)由分析可知,G是氧化铁,化学式为Fe2O3。(2)反应②是碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,该反应属于分解反应。(3)反应③是二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳。(4)反应①是碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,该反应放出大量的热,在高炉炼铁中的作用是提供热量。
三、计算题
10.答案　要制得56 kg含杂质3%的生铁,需要含氧化铁的质量分数为80%的赤铁矿石多少千克
解:设需要含氧化铁的质量分数为80%的赤铁矿石的质量为x。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 112
80%×x 56 kg×(1-3%)
　x=97 kg
答:需要含氧化铁的质量分数为80%的赤铁矿石的质量为97 kg。
(合理即可)
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