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人教版九年级化学下册
第八单元课题3 一氧化碳还原氧化铁实验
1．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是
A．实验时应先点燃酒精灯后通CO
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
2．如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是
A．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸
B．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应
C．实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色
D．装置中导管末端加一点燃的酒精灯，目的是为了燃烧未反应的一氧化碳，防止污染环境
3．下图是实验室模拟工业炼铁的装置图，下列说法不正确的是
A．通入的CO要先验纯
B．实验开始时，应先通CO，再点燃酒精喷灯
C．应把尾气通入水中，以除去尾气中的CO
D．实验中，B处红棕色粉末变黑，C处变浑浊
4．利用甲酸（ HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如下实验装置验证CO的有关性质。已知： ，下列说法不正确的是
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
5．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。
(1)用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。
(2)常见的铁合金有 和钢。医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有 、 的性质。
(3)铁制品锈蚀会造成金属资源的浪费，防止铁锈蚀可采用的方法之一是 ；为了保护金属资源，除防止金属的腐蚀外，还可以采取的措施有 （写一条）。
6．在实验室里可以利用如图所示的装置进行还原氧化铁的实验。
(1)在点燃酒精喷灯前先通入一段时间一氧化碳的目的是 。
(2)玻璃管中反应的化学方程式为 。
(3)装置B的作用是 。
(4)实验中还需补充的一个装置C是 。
7．学习化学需要熟悉物质的性质、用途及物质间的相互转化关系。下图中A~C均为初中化学常见的物质，其中A、D、E、F是气体且A、D组成元素相同，B是红色固体，G是生活中最常用的液体溶剂(“→”表示物质间能转化，“—”表示相连的物质能发生反应；图中部分反应物、反应条件、生成物已省略)。
(1)物质E的化学式为 。
(2)请写出物质D的一个用途 。
(3)请写出反应①的化学方程式 。
8．某可燃性气体可能是CO、H2、CH4中的一种或两种，为探究其成分，进行如下实验。（装置气密性良好，每一步均能完全反应）
（已知：）
实验步骤：
Ⅰ、关闭n，打开m，通入一段时间氮气后关闭m。分别称量装置A、B、C的质量。
Ⅱ、打开n，分别点燃两处酒精灯；通入X气体观察，记录现象。
Ⅲ、停止加热，关闭n，打开m，再通一段时间的N2。再次分别称量装置A、B、C的质量。数据如下表：
装置A中玻璃管（含药品）的质量 装置B的质量 装置C的质量
反应前 150g 152.6g 254.8g
反应后 143.6g 156.2g 259.2g
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中通N2的目的是 。
(2)步骤Ⅱ中，对“分别点燃两处酒精灯”，最适宜的操作是 。
a．先点燃A酒精灯，通一会儿X气体后点燃D酒精灯
b．先点燃D酒精灯，通一会儿X气体后点燃A酒精灯
c．同时点燃A、D两处酒精灯
(3)实验中装置A中的现象是 ；装置B的作用 。装置C发生反应的化学方程式 。不能将装置B、装置C位置互换，理由是 。
(4)根据表中实验数据，请分析气体X的成分 。
9．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某中学化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：
A B C
(1)除 CO 外，还有哪些物质可以还原 Fe2O3 （请写一种物质的化学式）。
(2)实验中可观察到 A 中的现象是 。玻璃管中发生的反应 （填“属于”或“不属于”）置换反应。
(3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的作用是 。
(4)实验开始时要先通入 CO 的目的是 。
(5)按如图连接实验装置、检查装置的气密性、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；⑤验纯。正确的操作顺序是 （填序号）。
(6)实际生产中炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石是从原料入口加入的，其中焦炭在高炉炼铁时的作用 。
(7)写出 B、C 三部分所发生反应的化学方程式： 、 。
10．推断题：A~G都是初中化学常见的物质，已知A是一种具有还原性的黑色固体单质，C是常用的灭火的气体；D为红色固体单质，B为其氧化物；F为一种比较活泼的常见金属；G是一种蓝色溶液，可用于配置农药波尔多液。它们的转化关系如图所示：
请回答：
(1)写出下列物质的化学式：B ；G ；
(2)写出反应④的化学方程式： 。该反应属于 （填一种基本反应类型）。
(3)请写出金属F的一种用途 。
11．实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。
反应前大玻璃管中加入铁的氧化物(FexOy)试样的质量为12.6g。加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是 。实验结束后，继续通入CO气体，直至大玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为 (填最简整数比)。
12．某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是：（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 （填标号）。
(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中， 。
(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。
①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。（填“400”“600”或“800”）
②图中：x＝ 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： 。
13．铁是应用最广泛的金属，通过冶炼铁矿可以得到铁。
(1)高炉是工业炼铁的主要设备（如图1）。
①高炉炼铁中，焦炭的作用是 （用化学方程式表示）。
②写出高炉中以赤铁矿为原料得到铁的化学方程式： 。
(2)实验室用氧化铁粉末模拟炼铁（如图2），并探究产物成分。
①实验中观察到硬质玻璃管内固体全部变为黑色，澄清石灰水变浑浊：实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是 ；该装置的一个明显缺陷是 。
②查阅资料发现：
一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由四氧化三铁、氧化亚铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成；进一步查得三种铁的氧化物的某些性质如下表：
氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
颜色 黑色 红棕色 黑色
磁性 无 无 有
与硫酸铜溶液 不反应
与稀盐酸 反应生成可溶性物质，无气体放出
由实验中 的现象，确认剩余固体中已无氧化铁。
③继续探究剩余固体的组成：
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
1 用磁铁吸引剩余固体 a 剩余固体中没有氧化亚铁
2 b c 剩余固体中只有铁粉
14．金属与人类的生产、生活密切相关，牢固掌握金属的知识非常重要。
(1)铝和铁都是我们生活中常见的金属，铝耐腐蚀性能比铁好的原因是 。
(2)实验室模拟炼铁的产品是纯铁，工业炼铁的产品是生铁。
①纯铁和生铁性能不同的原因是 。
②如图硬质玻璃管中的实验现象是 。
③从环保角度考虑，还需对以上装置进行改进，请简述改进措施 。
(3)铁制品容易锈蚀，人们在生产和生活中常采用 的方法防锈。（答出一条即可）
(4)为了验证锌、铁、铜、银四种金属的活动性顺序，某同学进行如图所示的实验。
①老师认为该同学的实验设计不能达到实验目的，请说明理由 。
②请在原实验的基础上补充一个实验，以证明四种金属的活动性顺序 （写出所用试剂即可）。
(5)将20g铜锌合金放入烧杯，加入50g稀硫酸，恰好完全反应，测得烧杯内剩余物质的质量为69.8g，求该合金中锌的质量。
15．一氧化碳是一种重要的工业原料。回答下列问题：
(1)将一定质量碳粉和氧气在耐压密闭容器中，用电热丝引燃使之充分反应，碳粉完全消失。利用压强传感器测定容器内的气体压强变化，得到图-1及图-2的所示图像。（已知：一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比）
①图中AB段压强升高比BC段缓慢，从燃烧的条件说明原因 。CD断压强下降的原因是 。
②实验中碳粉没有剩余，根据图像分析，参加反应的碳和氧气的质量比为 ，D点气体的成分是 。
A．CO B．CO2 C．CO和CO2 D．CO2和O2
(2)汽车尾气中含有CO和NO，利用催化剂可以使它们相互反应转化成空气中两种常见气体，减少对空气的污染。反应的化学方程式为 。
(3)工业上可以用一氧化碳和氢气在高温、高压和合适的催化剂的条件下生产甲醇（CH4O），理论上，要让反应物全部转化成甲醇，一氧化碳和氢气的最佳分子个数比为 。
(4)高炉炼铁的原理是用CO在高温条件下与铁矿石反应来炼铁。用赤铁矿炼铁时主要反应的化学方程式为 。下图是某同学设计的实验室模拟炼铁的装置图：
①实验中澄清石灰水处的现象为 。实验结束后，既能防止石灰水倒吸、防止生成的铁重新被氧化、同时能减少CO使用量的实验操作是 。该实验设计中体现的CO性质有 。
A．可燃性 B．能和氧化铁反应 C．能和澄清石灰水反应
②已知CO和Fe2O3反应的过程中Fe2O3逐步失去氧。测得用CO和Fe2O3反应实验中玻璃管内剩余固体质量随温度变化的曲线如图-3所示。图中a的值是 ，通过计算确定B点对应的物质化学式。 （写出计算过程，精确到小数点后一位）
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第八单元课题3 一氧化碳还原氧化铁实验
1．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是
A．实验时应先点燃酒精灯后通CO
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
【答案】C
【详解】A、由于CO是可燃性气体，实验时要先通CO排出管内空气，再点燃酒精灯，故错误；
B、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体有红色变为黑色，故错误；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可以用澄清石灰水，故正确；
D、一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应，不能用氢氧化钠溶液吸收CO，故错误。
故选C
2．如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是
A．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸
B．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应
C．实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色
D．装置中导管末端加一点燃的酒精灯，目的是为了燃烧未反应的一氧化碳，防止污染环境
【答案】C
【详解】A.一氧化碳不纯时会发生爆炸，则实验开始前要先通入一氧化碳再加热，目的是除去玻璃管内的空气，该选项说法正确；
B.玻璃管中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，其中氧化铁失去了氧，发生了还原反应，该选项说法正确；
C.由于氧化铁是红棕色，铁粉是黑色，则玻璃管内的现象是红色粉末变黑色，该选项说法错误；
D.由于一氧化碳有毒，会污染空气，则尾部加一台燃着的酒精灯，目的是除去一氧化碳，防止污染空气，该选项说法正确，
故选C。
3．下图是实验室模拟工业炼铁的装置图，下列说法不正确的是
A．通入的CO要先验纯
B．实验开始时，应先通CO，再点燃酒精喷灯
C．应把尾气通入水中，以除去尾气中的CO
D．实验中，B处红棕色粉末变黑，C处变浑浊
【答案】C
【详解】A、一氧化碳有可燃性，不纯点燃时会发生爆炸，则通入的CO要先验纯，故选项说法正确。
B、实验开始时，应先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯，以排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法正确。
C、图中缺少尾气处理装置，但不能把尾气通入盛有水中，因为一氧化碳难溶于水、不与水反应，故选项说法错误。
D、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，会观察到B处红棕色固体变黑，C处变浑浊（二氧化碳和氢氧化钙反应产生碳酸钙和水），故选项说法正确。
故选：C。
4．利用甲酸（ HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如下实验装置验证CO的有关性质。已知： ，下列说法不正确的是
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】A
【详解】A、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇明火容易发生爆炸，故应先滴加HCOOH，产生一氧化碳，将装置内的空气排尽，然后点燃乙处酒精灯，符合题意；
B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水反应，由于消耗了二氧化碳，装置内压强减小，澄清石灰水容易倒吸，炸裂试管，故装置丙的作用是防止倒吸，不符合题意；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故装置丁可以检验CO2，同时一氧化碳与澄清石灰水不反应，可用排水法收集CO，不符合题意；
D、，该反应有水生成，随着反应的进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小，不符合题意。
故选A。
5．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。
(1)用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。
(2)常见的铁合金有 和钢。医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有 、 的性质。
(3)铁制品锈蚀会造成金属资源的浪费，防止铁锈蚀可采用的方法之一是 ；为了保护金属资源，除防止金属的腐蚀外，还可以采取的措施有 （写一条）。
【答案】(1)
(2) 生铁 硬度大
耐腐蚀
(3) 刷漆（合理即可）
金属的回收利用、有计划、合理地开采矿物、寻找金属替代品
【详解】（1）一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（2）生铁和钢是常见的铁合金；
不锈钢是铁的合金，合金比组成它的纯净物硬度大、耐腐蚀，故医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有硬度大、耐腐蚀的性质；
（3）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁生锈，可以隔绝氧气和水，如刷漆；
为了保护金属资源，除防止金属的腐蚀外，还有金属的回收利用、有计划、合理地开采矿物、寻找金属替代品等。
6．在实验室里可以利用如图所示的装置进行还原氧化铁的实验。
(1)在点燃酒精喷灯前先通入一段时间一氧化碳的目的是 。
(2)玻璃管中反应的化学方程式为 。
(3)装置B的作用是 。
(4)实验中还需补充的一个装置C是 。
【答案】(1)排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸
(2)
(3)检验有无二氧化碳生成
(4)在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集
【详解】（1）可燃性气体与空气混合加热时可能会发生爆炸，故在点燃酒精喷灯前先通入一段时间一氧化碳的目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸。
（2）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，故反应的化学方程式为。
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故装置B的作用是检验有无二氧化碳生成。
（4）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，在C处用酒精灯点燃尾气或用气球收集，故实验中还需补充的一个装置C是在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集。
7．学习化学需要熟悉物质的性质、用途及物质间的相互转化关系。下图中A~C均为初中化学常见的物质，其中A、D、E、F是气体且A、D组成元素相同，B是红色固体，G是生活中最常用的液体溶剂(“→”表示物质间能转化，“—”表示相连的物质能发生反应；图中部分反应物、反应条件、生成物已省略)。
(1)物质E的化学式为 。
(2)请写出物质D的一个用途 。
(3)请写出反应①的化学方程式 。
【答案】(1)O2
(2)人工降雨、灭火、作肥料、化工原料、制饮料等
(3)
【分析】G是生活中最常用的液体溶剂，则为水。且A、D组成元素相同且为气体，A和红色固体B高温下反应生成D和C，所以A是CO、B是氧化铁，C是铁，D是二氧化碳。EF是气体，可以和G水相互转化，E可以转化为二氧化碳，铁可以转化为F，所以E是氧气，F是氢气。
【详解】（1）根据分析E是氧气，化学式O2。
（2）D是二氧化碳，固态二氧化碳干冰升华吸热，可用于人工降雨。不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大可用于灭火。是光合作用的原料可用于作肥料。与水反应生成碳酸可用于制饮料，也可作化工原料等。
（3）反应①是氧化铁和一氧化碳高温反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为。
8．某可燃性气体可能是CO、H2、CH4中的一种或两种，为探究其成分，进行如下实验。（装置气密性良好，每一步均能完全反应）
（已知：）
实验步骤：
Ⅰ、关闭n，打开m，通入一段时间氮气后关闭m。分别称量装置A、B、C的质量。
Ⅱ、打开n，分别点燃两处酒精灯；通入X气体观察，记录现象。
Ⅲ、停止加热，关闭n，打开m，再通一段时间的N2。再次分别称量装置A、B、C的质量。数据如下表：
装置A中玻璃管（含药品）的质量 装置B的质量 装置C的质量
反应前 150g 152.6g 254.8g
反应后 143.6g 156.2g 259.2g
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中通N2的目的是 。
(2)步骤Ⅱ中，对“分别点燃两处酒精灯”，最适宜的操作是 。
a．先点燃A酒精灯，通一会儿X气体后点燃D酒精灯
b．先点燃D酒精灯，通一会儿X气体后点燃A酒精灯
c．同时点燃A、D两处酒精灯
(3)实验中装置A中的现象是 ；装置B的作用 。装置C发生反应的化学方程式 。不能将装置B、装置C位置互换，理由是 。
(4)根据表中实验数据，请分析气体X的成分 。
【答案】(1)排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸
(2)c
(3) 黑色粉末逐渐变为红色 检验反应后是否有水生成 若将装置B、装置C位置互换，无法证明X气体与氧化铜反应是否有水生成
(4)CH4
【详解】（1）可燃性气体如果混有空气加热会发生爆炸，故开始通入氮气目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；
（2）此实验是为了探究可燃性气体的成分，开始时通入氮气已经排尽装置内的空气，故最适宜的操作是同时点燃A、D两处酒精灯；
（3）三种可燃性气体都能将氧化铜还原成铜，结合实验数据可知，反应生成有水和二氧化碳，故装置A中的现象是黑色粉末逐渐变为红色，装置B的作用检验反应后是否有水生成，装置C中反应为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应方程式为；装置B的作用是检验X气体与氧化铜反应是否有水生成，如果先将X气体通入澄清石灰水，会带出水蒸气，无法证明X气体与氧化铜反应是否有水生成；
（4）由数据可知氧化铜中氧元素的质量为150g-143.6g=6.4g，反应生成水的质量为156.2g-152.6g=3.6g，反应生成二氧化碳的质量为259.2g-254.8g=4.4g，水中的氢元素质量为3.6g××100%=0.4g，氧元素质量为3.6g-0.4g=3.2g，二氧化碳中碳元素质量为4.4g××100%=1.2g，氧元素质量为4.4g-1.2g=3.2g，3.2g+3.2g=6.4g，可燃性气体不含氧元素，则X碳、氢原子个数比为:=1:4，故X成分为CH4。
9．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某中学化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：
A B C
(1)除 CO 外，还有哪些物质可以还原 Fe2O3 （请写一种物质的化学式）。
(2)实验中可观察到 A 中的现象是 。玻璃管中发生的反应 （填“属于”或“不属于”）置换反应。
(3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的作用是 。
(4)实验开始时要先通入 CO 的目的是 。
(5)按如图连接实验装置、检查装置的气密性、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；⑤验纯。正确的操作顺序是 （填序号）。
(6)实际生产中炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石是从原料入口加入的，其中焦炭在高炉炼铁时的作用 。
(7)写出 B、C 三部分所发生反应的化学方程式： 、 。
【答案】(1)C或H2
(2) 红色粉末逐渐变为黑色 不属于
(3)点燃未反应的一氧化碳，防止污染空气
(4)排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸
(5)⑤①③④②
(6)提供热量，提高炉温；提供还原剂一氧化碳
(7) CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 2CO+O22CO2
【详解】（1）碳或氢气都具有还原性，都可用于还原氧化铁，化学式为C或H2；
（2）一氧化碳具有还原性，在高温条件下一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，实验中可观察到 A 中的现象是红色粉末逐渐变为黑色；该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应（一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应）；
（3）尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排入空气中．故右边导气管口放置点燃的酒精灯的作用是点燃未反应的一氧化碳，防止污染空气；
（4）一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火会发生爆炸，所以实验开始时要先通入 CO 的目的是排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸；
（5）一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火会发生爆炸，所以实验开始前需要先检验一氧化碳的纯度，然后实验开始，先通一氧化碳，然后点燃酒精喷灯加热，目的是排尽玻璃管内的空气以免发生爆炸；实验结束，先熄灭酒精喷灯，通一氧化碳直到玻璃管完全冷却；因为一氧化碳有毒，为防止污染空气，在通一氧化碳之前必须先点燃酒精灯，停止通一氧化碳之后才能熄灭酒精灯，故正确顺序为：⑤①③④②；
（6）炼铁要用到焦炭，它有两个作用，炼铁需要高温，一方面焦炭在燃烧的过程中能放出大量的热，另一方面炼铁还需要还原剂一氧化碳，焦炭又可以把刚生成的二氧化碳还原为一氧化碳，所以焦炭在高炉炼铁时的作用是提供热量，提高炉温；提供还原剂一氧化碳；
（7）B处二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式为：；
C处一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：。
10．推断题：A~G都是初中化学常见的物质，已知A是一种具有还原性的黑色固体单质，C是常用的灭火的气体；D为红色固体单质，B为其氧化物；F为一种比较活泼的常见金属；G是一种蓝色溶液，可用于配置农药波尔多液。它们的转化关系如图所示：
请回答：
(1)写出下列物质的化学式：B ；G ；
(2)写出反应④的化学方程式： 。该反应属于 （填一种基本反应类型）。
(3)请写出金属F的一种用途 。
【答案】(1) CuO CuSO4
(2) 置换反应
(3)制作菜刀
【详解】（1）A~G都是初中化学常见的物质，已知A是一种具有还原性的黑色固体单质，还原性的物质有一氧化碳、氢气和碳，则A是碳，C是常用的灭火的气体，则C是二氧化碳，二氧化碳与A（碳）在高温条件下反应生成E，则E是一氧化碳，一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成F，则F是铁，G是一种蓝色溶液，可用于配置农药波尔多液，则G是硫酸铜，F（铁）和铜的盐溶液反应生成铜，且D为红色固体单质，则D为铜，B为其氧化物，则B是氧化铜，代入检验，推导正确；由上分析可知下列物质的化学式：B：CuO；G：CuSO4；
（2）反应④是铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，该反应的化学方程式为：，一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应，该反应属于置换反应；
（3）金属F是铁，常用于制作菜刀。
11．实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。
反应前大玻璃管中加入铁的氧化物(FexOy)试样的质量为12.6g。加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是 。实验结束后，继续通入CO气体，直至大玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为 (填最简整数比)。
【答案】
排净装置内的空气，避免加热混合气体引起爆炸 1：1
【详解】加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是排尽装置内空气，防止一氧化碳和空气混合加热发生爆炸；FexOy与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，NaOH溶液吸收二氧化碳，溶液质量增加了7.7g，即为二氧化碳的质量，
x=1,y=1
故该铁的氧化物的化学式中x、y的比为1:1。
12．某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是：（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 （填标号）。
(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中， 。
(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。
①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。（填“400”“600”或“800”）
②图中：x＝ 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： 。
【答案】(1)C
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3) 反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变 取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解
(4) 800 33.6 4FeO Fe
【详解】（1）由制备CO的原理知，反应属于液液加热型，图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是C。
（2）甲同学推断黑色固体是Fe，则对应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
（3）①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe，可加入稀盐酸，Fe3O4不溶于稀盐酸，铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气，故检验的操作和现象是：取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解，则黑色固体同时含有Fe3O4和Fe。
（4）①用CO炼铁得铁单质，结合图像，还原Fe2O3的温度应不低于800℃。
②由图知，最初氧化铁固体的质量为48g，其中铁元素全部转化到铁单质中，则铁的质量为，则x=33.6。
③由图知，600℃左右固体为氧化亚铁，可能是在冷却过程中氧化亚铁分解为四氧化三铁和铁，化学方程式为4FeO=Fe3O4+Fe。
13．铁是应用最广泛的金属，通过冶炼铁矿可以得到铁。
(1)高炉是工业炼铁的主要设备（如图1）。
①高炉炼铁中，焦炭的作用是 （用化学方程式表示）。
②写出高炉中以赤铁矿为原料得到铁的化学方程式： 。
(2)实验室用氧化铁粉末模拟炼铁（如图2），并探究产物成分。
①实验中观察到硬质玻璃管内固体全部变为黑色，澄清石灰水变浑浊：实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是 ；该装置的一个明显缺陷是 。
②查阅资料发现：
一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由四氧化三铁、氧化亚铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成；进一步查得三种铁的氧化物的某些性质如下表：
氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
颜色 黑色 红棕色 黑色
磁性 无 无 有
与硫酸铜溶液 不反应
与稀盐酸 反应生成可溶性物质，无气体放出
由实验中 的现象，确认剩余固体中已无氧化铁。
③继续探究剩余固体的组成：
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
1 用磁铁吸引剩余固体 a 剩余固体中没有氧化亚铁
2 b c 剩余固体中只有铁粉
【答案】(1) 和
(2) 防止生成的铁在高温条件下再次被氧化 没有尾气处理装置 红棕色粉末完全转化为黑色 黑色固体被全部吸引 往剩余固体中加足量硝酸铜 黑色固体全部变成红色
【详解】（1）①高炉炼铁中，焦炭的作用是提高热源并且将二氧化碳转化为还原剂一氧化碳，对应的反应为碳和二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳。
故填：；
②高炉中以赤铁矿为原料得到铁的反应是氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳。
故填：
（2）①一氧化碳还原氧化铁实验结束时，硬质玻璃管内物质冷却后才停止通一氧化碳的主要原因是防止生成的铁在高温条件下再次被氧化；该装置因为有有毒气体一氧化碳参与实验，所以存在一个明显缺陷是没有尾气处理装置。
②因为氧化铁是红棕色的，所以实验中红棕色粉末完全转化为黑色的现象，就可以确认剩余固体中已无氧化铁。
③有实验结论：剩余固体中没有氧化亚铁，氧化亚铁没有磁性，而四氧化三铁和铁有磁性，那么用磁铁吸引，黑色固体被全部吸引。
根据实验结论：剩余固体中只有铁，验证黑色固体只有铁没有氧化亚铁和四氧化三铁的方式是：往剩余固体中加足量硝酸铜，会看到黑色固体全部变成红色。
故填：防止生成的铁在高温条件下再次被氧化；没有尾气处理装置；红棕色粉末完全转化为黑色；黑色固体被全部吸引；往剩余固体中加足量硝酸铜；黑色固体全部变成红色
14．金属与人类的生产、生活密切相关，牢固掌握金属的知识非常重要。
(1)铝和铁都是我们生活中常见的金属，铝耐腐蚀性能比铁好的原因是 。
(2)实验室模拟炼铁的产品是纯铁，工业炼铁的产品是生铁。
①纯铁和生铁性能不同的原因是 。
②如图硬质玻璃管中的实验现象是 。
③从环保角度考虑，还需对以上装置进行改进，请简述改进措施 。
(3)铁制品容易锈蚀，人们在生产和生活中常采用 的方法防锈。（答出一条即可）
(4)为了验证锌、铁、铜、银四种金属的活动性顺序，某同学进行如图所示的实验。
①老师认为该同学的实验设计不能达到实验目的，请说明理由 。
②请在原实验的基础上补充一个实验，以证明四种金属的活动性顺序 （写出所用试剂即可）。
(5)将20g铜锌合金放入烧杯，加入50g稀硫酸，恰好完全反应，测得烧杯内剩余物质的质量为69.8g，求该合金中锌的质量。
【答案】(1)铝易和空气中的氧气发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜，阻止其进一步被氧化
(2) 含碳量不同（或组成不同）或生铁是合金（或混合物），铁是纯净物 红棕色粉末变成黑色 在装置的最右端增加一个点燃的酒精灯或系一个气球收集（答案合理即可）
(3)刷漆（或涂油等，合理即可）
(4) 铁与铜的活动性顺序无法确定 铁与硫酸铜溶液（或铜片与硫酸亚铁液或铜片与稀硫酸）
(5)解：生成氢气的质量为20g+50g-69.8g=0.2g
设该合金中锌的质量为x
答：该合金中锌的质量是6.5g。
【详解】（1）常温下铝易和空气中的氧气发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜，阻止其进一步被氧化，能阻碍铝进一步被腐蚀，所以铝耐腐蚀性能比铁好。
（2）①生铁是铁合金，纯铁和生铁性能不同的原因是纯铁和生铁含碳量不同。
②一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，所以硬质玻璃管中的实验现象是棕红色粉末变为黑色。
③一氧化碳是空气污染物，具有可燃性。在反应中不能被完全消耗，所以需要增加尾气处理装置，如可以在装置的最右端增加一个点燃的酒精灯或系一个气球收集等。
（3）铁生锈需要同时与氧气、水接触。所以可以采用刷漆、涂油等方法防锈。
（4）①锌丝和铁丝均和稀硫酸反应，且锌产生气泡更快，所以活动性Zn>Fe>H，银不能和硫酸铜溶液反应，所以活动性Cu>Ag。因为无法确定铁和铜的活动性，所以不能达到实验目的。
②可以直接比较铁和铜的活动性，如将铁放入与硫酸铜溶液中或将铜片放入硫酸亚铁溶液中。也可以通过比较铜与氢的活动性进而确定铁和铜的活动性，如将铜放入稀硫酸中。所以可以选择的试剂组合有铁与硫酸铜溶液或铜片与硫酸亚铁液或铜片与稀硫酸等。
（5）见答案。
15．一氧化碳是一种重要的工业原料。回答下列问题：
(1)将一定质量碳粉和氧气在耐压密闭容器中，用电热丝引燃使之充分反应，碳粉完全消失。利用压强传感器测定容器内的气体压强变化，得到图-1及图-2的所示图像。（已知：一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比）
①图中AB段压强升高比BC段缓慢，从燃烧的条件说明原因 。CD断压强下降的原因是 。
②实验中碳粉没有剩余，根据图像分析，参加反应的碳和氧气的质量比为 ，D点气体的成分是 。
A．CO B．CO2 C．CO和CO2 D．CO2和O2
(2)汽车尾气中含有CO和NO，利用催化剂可以使它们相互反应转化成空气中两种常见气体，减少对空气的污染。反应的化学方程式为 。
(3)工业上可以用一氧化碳和氢气在高温、高压和合适的催化剂的条件下生产甲醇（CH4O），理论上，要让反应物全部转化成甲醇，一氧化碳和氢气的最佳分子个数比为 。
(4)高炉炼铁的原理是用CO在高温条件下与铁矿石反应来炼铁。用赤铁矿炼铁时主要反应的化学方程式为 。下图是某同学设计的实验室模拟炼铁的装置图：
①实验中澄清石灰水处的现象为 。实验结束后，既能防止石灰水倒吸、防止生成的铁重新被氧化、同时能减少CO使用量的实验操作是 。该实验设计中体现的CO性质有 。
A．可燃性 B．能和氧化铁反应 C．能和澄清石灰水反应
②已知CO和Fe2O3反应的过程中Fe2O3逐步失去氧。测得用CO和Fe2O3反应实验中玻璃管内剩余固体质量随温度变化的曲线如图-3所示。图中a的值是 ，通过计算确定B点对应的物质化学式。 （写出计算过程，精确到小数点后一位）
【答案】(1) AB段温度没达到碳粉的着火点，只是因为加热压强升高，而BC段温度达到了碳粉的着火点，碳粉燃烧放热并生成气体
燃烧结束，温度下降至室温，气体收缩，压强减小
21:40 C
(2)
(3)1:2
(4) 石灰水变浑浊 同时夹紧弹簧夹a和b AB 16.0 解：B点物质中氧元素的为：，
设B点物质的化学式为：，
根据元素质量比等于相对原子质量乘以原子个数之比，可得：，
所以，
即B点物质的化学式为：FeO。
【详解】（1）①AB段电热丝放热，使容器内气体受热膨胀，压强变大，但温度没有达到碳粉的着火，BC段碳粉达到着火点，燃烧放热，使气体迅速膨胀，所以BC段容器内压强迅速增大，故答案填：AB段温度没达到碳粉的着火点，只是因为加热压强升高，而BC段温度达到了碳粉的着火点，碳粉燃烧放热并生成气体；
燃烧结束后，温度下降至室温，气体收缩，压强减小，所以CD段压强下降。
②碳和氧气反应生成二氧化碳和一氧化碳的化学方程式分别为：、，因为一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比，生成二氧化碳的过程中氧分子和二氧化碳分子的分子个数比为1:1，所以生成二氧化碳的过程中气体体积不变；生成一氧化碳的过程中氧分子和一氧化碳的分子个数比为1:2，生成一氧化碳的过程中气体体积增大；若完全转化为一氧化碳，气体分子个数变为原来的2倍，压强也变为原来的2倍，但图示中显示压强为原来的1.4倍，所以没有完全生成一氧化碳，即反应后的气体应该为一氧化碳和二氧化碳的混合物，故D点气体的成分为一氧化碳和二氧化碳的混合物，故选C；反应后气体压强增加了0.4倍，一定温度和体积下气体压强比等于其分子个数比，结合碳燃烧转化为一氧化碳和二氧化碳时气体分子个数的变化关系，可以得出生成的一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为4:3，根据质量守恒定律，参加反应的碳和氧气的质量比为即为生成的一氧化碳和二氧化碳中碳元素质量总和与氧元素质量总和之比，可得参加反应的碳和氧气的质量比为：。
（2）汽车尾气转化的目的是减少污染，CO和NO在催化剂作用下反应生成CO2和N2这两种常见的气体，反应的化学方程式为：。
（3）一氧化碳和氢气在高温、高压和合适的催化剂的条件下生产甲醇，反应的化学方程式为：，所以一氧化碳和氢气的最佳分子个数比为1:2。
（4）一氧化碳和氧化铁在高温的条件正应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
①一氧化碳和氧化铁反应有二氧化碳生成，所以观察到澄清的石灰水变浑浊；为防止生成的铁重新被氧化，要持续通入一氧化碳直到玻璃管温度冷却到室温，若减少二氧化硕的命名用，可以夹紧弹簧夹a，防止空气进入玻璃管，可以节省一氧化碳，同时防止空气进入玻璃管内，但玻璃管内气体温度下降，气体收缩，压强减少会引起石灰水倒吸，因此要同时夹紧弹簧平b，故操作为：同时夹紧弹簧夹a和b；
该实验中一氧化碳能将氧化铁还原能铁，说明一氧化碳能与氧化铁反应，一氧化碳具有还原性；没有反应的一氧化碳随气流逸出，为了防止一氧化碳污染空气，在装置末端放一点燃的酒精灯，引燃未反应的一氧化碳，防止空气污染，是利用了一氧化碳的可燃性，故选AB。
②该图像表示的是氧化铁逐步失去氧被还原成铁的过程，所以a为氧化铁的质量，由图像可知，最终和生成铁的质量为11.2g，根据质量守恒定律，生成铁的质量即为氧化铁中铁元素的质量，此题实质为已知元素质量求所化合物的质量，详解见答案；所以氧化铁的质量为：；
该图像表示的是氧化铁逐步失去氧被还原成铁的过程，所以每一点代表的物质中铁元素的质量都是相等的，都为11.2g，然后求邮B点物质中氧元素的质量，再根据元素质量比等于相对原子乘以原子个数之比求得答案，详解见答案。
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