6.3 金属矿物与金属冶炼
在日常生活和工业生产中,金属制品的应用非常广泛,自然界中仅有少数极不活泼的金属以单质的形式存在,多数以化合物的形式存在。那么如何利用这些含有金属元素的矿物冶炼出我们需要的金属呢
基础堂清
1.下列金属在自然界中常以单质的形式存在的是 ( )
A.Fe B.Al
C.Zn D.Au
2. 炼铁选用的铁矿石不仅要含铁量高,还要含“有害元素”量少。现有铁矿石:黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4),其中最不适宜炼铁的矿石是 ( )
A.磁铁矿 B.赤铁矿
C.菱铁矿 D.黄铁矿
3.“百炼成钢”体现了生铁转化为钢的过程,其中发生的主要反应是 ( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.C+O2CO2
C.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
D.CaCO3CaO+CO2↑
4.下列关于工业炼铁的叙述错误的是 ( )
A.炼铁的设备是高炉
B.工业炼铁需要消耗大量的能源
C.铁矿石和焦炭是工业炼铁的重要原料
D.炼铁原料中焦炭的主要作用是直接将氧化铁还原为铁
5.“中国智造”“一带一路”的基础建设需要用到大量钢铁。下列关于钢铁的说法正确的是 ( )
A.高炉炼铁可以得到纯铁
B.钢是性能优良的纯金属
C.地壳中含量最高的金属元素是铁
D.炼钢是为了降低生铁中的碳含量
6.利用下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入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.尾气对空气没有污染,不用处理
7.青铜是铜锡合金,明代宋应星所著的《天工开物》曾记载了炼锡的方法,其化学方程式为2C+SnO2Sn+2CO↑。下列说法错误的是 ( )
A.该反应涉及的C、CO都具有可燃性
B.该反应中有元素的化合价发生改变
C.一氧化碳有毒,可以用点燃的方式进行尾气处理
D.古代锡器常用来饮酒喝茶,也可盛装陈醋等酸性物质
8.某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、磁铁矿石(主要含Fe3O4)、空气等,主要反应过程如图所示:
请回答:
(1)A的化学式为 。
(2)原料中焦炭的作用有 、 。
(3)反应②的化学方程式是 。
反应③的化学方程式是 。
(4)向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生,则滤渣中一定含有 (填化学式)。
(5)该过程冶炼得到的铁还含有杂质,取 10 g 该样品,与100 g稀硫酸恰好完全反应(杂质不溶于水,也不参加反应),测得生成了0.3 g氢气,计算该样品中铁的质量分数。
素养日清
9.(中考真题节选)铁是应用最广泛的金属。下列有关说法正确的是 ( )
A.炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化为氧化铁
B.将生铁中的大部分碳除去后得到的钢是纯净物
C.铁制品高温处理后,表面形成的致密氧化膜有防腐作用
D.日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理
10. 实验室根据工业炼铁的原理设计了下图所示装置进行实验。请回答:
(1)主要成分为氧化铁的矿石的名称为 ,图中还原氧化铁的化学方程式为 。
(2)“加热”和“通气”(通入CO)的先后操作顺序是 。
(3)在装置C处放一盏燃着的酒精灯的目的是 。
(4)装置A中的现象是 ,装置B可检验装置A中反应生成的气体CO2,装置B中发生的反应的化学方程式是 。
(5)在此实验中,我们还认识到CO和CO2有许多不同的化学性质,请写出其中的一点: 。从微观角度分析CO与CO2化学性质不同的原因: 。
参考答案
基础堂清
1.D 2.D 3.B 4.D 5.D 6.C 7.D
8.(1)CO2
(2)制造还原剂一氧化碳 提供热量维持炉温
(3)C+CO22CO 4CO+Fe3O43Fe+4CO2
(4)Ag
(5)解:设该样品中铁的质量为x。
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
56 2
x 0.3 g
=
x=8.4 g
该样品中铁的质量分数为×100%=84%
答:该样品中铁的质量分数为84%。
素养日清
9.C
10.(1)赤铁矿 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2)先通气再加热
(3)防止反应剩余的一氧化碳逸散到空气中,污染空气
(4)粉末由红棕色逐渐变为黑色 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(5)一氧化碳可以燃烧,二氧化碳不可以燃烧(合理即可) CO和CO2的分子构成不同
解析:(1)赤铁矿的主要成分为氧化铁,一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(2)应先通气,排尽玻璃管中空气,再点燃酒精灯,防止可燃性气体和空气的混合物在加热过程中发生爆炸。
(3)C处是尾气处理装置,防止反应剩余的一氧化碳逸散到空气中,污染空气。
(4)氧化铁为红棕色,生成的铁粉为黑色,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。
(5)一氧化碳和二氧化碳的分子构成不同,因此二者的化学性质不同。一氧化碳有毒,能燃烧,有还原性,二氧化碳不能燃烧,不支持燃烧,能与水反应,能和澄清石灰水反应等。