6.1 金属矿物及铁的冶炼
1．根据矿石的主要成分分析，下列矿石中，最适合炼铁的是（ ）
A．磁铁矿（主要成分） B．黄铁矿（主要成分）
C．菱铁矿（主要成分） D．赤铜矿（主要成分）
2．下列不属于工业炼铁的主要原料的是（ ）
A．铁矿石 B．焦炭 C．石灰石 D．二氧化碳
3．下列关于工业炼铁的叙述错误的是（ ）
A．主要原理：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
B．主要原料：铁矿石、焦炭和石灰石等
C．主要设备：高炉
D．主要产物：生铁
4．以磁铁矿为原料炼铁，在高炉炼铁中不会发生的反应是（ ）
A． B．
C． D．
5．利用如图所示装置探究CO的化学性质，说法错误的是（ ）
A．甲、丙两处澄清石灰水作对比，说明CO与CuO反应能生成二氧化碳
B．乙、丙、丁三处的实验现象都能说明CO能与CuO发生化学反应
C．丁处燃烧，说明CO能燃烧
D．省略甲处澄清石灰水也能达到实验目的
6．铁的使用促进了人类文明的发展。下列有关炼铁的说法中正确的是（ ）
A．甲图中炼铁的原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B．乙图炼铁高炉中原料焦炭既能提供热量又能制取CO
C．甲图中实验开始时应先点燃酒精喷灯
D．两图中得到的铁是完全相同的
7．炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是（ ）
A．工业炼铁的设备是高炉
B．生成铁的主要反应是：CO+Fe2O3Fe+CO2
C．生铁属于混合物
D．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳
8．同学们进入博物馆，看到了许多矿石标本，其中的4种矿石及其主要成分如下：
(1)根据辉铜矿的主要成分，有同学推测以辉铜矿为原料，可制得含铜元素或含硫元素的产品，他的依据是 。
(2)同学们在以后的学习中将学习工业炼铁的原理，即用一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为 。
(3)孔雀石的主要成分受热时会发生分解反应，生成三种氧化物，反应的化学方程式为 。
9．如图是模拟工业炼铁的装置图，回答下列问题：
(1)甲装置玻璃管内的现象为 ，反应的化学方程式 。
(2)实验开始前要先通一段时间CO，再点燃酒精喷灯加热，目的是 。
(3)实验结束后，先熄灭酒精喷灯，待玻璃管冷却到室温后停止通CO，目的是 。
(4)乙装置中澄清石灰水的作用是 ，有关的化学反应方程式 。
1．古文献记载的大鉴炉炼铁：“黑砂（主要成分为铁的氧化物）为本……时时旋下，用炭火以煅炼之。”如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该黑砂中可能含有 B．木炭仅作为燃料提供热量
C．往通风道中鼓风能提高炉温 D．增加大鉴炉高度能提高铁的产量
2．用1000t含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，可炼出铁的质量为（ ）
A．140t B．200t C．560t D．800t
3．如图为实验室模拟工业炼铁的实验装置。以下分析正确的是（ ）
【提示】①氧化亚铁转化为铁的具体过程是：
②铁粉、四氧化三铁、氧化亚铁均为黑色，试管中澄清的石灰水足量
A．操作时，先点燃酒精喷灯，再通入一氧化碳
B．尾气无需处理，可以直接排放到大气中
C．反应前后硬质玻璃管中固体质量的减少值小于试管中物质质量的增加值
D．通过硬质玻璃管中的实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
4．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧．
(1)战国《韩非子·内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”；金在自然界中主要以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；
(2)明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石和煤炭饼装入炼锌罐中，泥封，“其底铺薪，发火煅红”，“冷定毁罐取出”；如图所示，回答下列问题：
①炉甘石加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是 ；
②反应区中，炉甘石在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式为 ；
③反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式为 ，该反应中的还原剂是 ；
④必须“冷定”（冷却至室温）后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因： 。
1．将CO和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应，反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．m的值为5.6
B．铁的氧化物中x:y=2:3
C．参加反应的铁的氧化物的质量为16.8g
D．当CO2质量为8.8g时，容器中固体的质量为20g
2．资料显示:用如图1装置还原Fe2O3的过程中常常先生成Fe3O4，后生成FeO，最后生成Fe。现实验室用CO还原24gFe2O3，测得残留固体质量随温度的变化如图2所示(图中各点对应固体均为纯净物)。下列说法不正确的是（ ）
A．实验时应先通入一氧化碳，再加热玻璃管
B．当温度为300℃~500℃时，氢氧化钠溶液共增重0.8g
C．B→C发生反应的化学方程式为
D．m=16.8
3．老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁[Fe2O3]粉末中的一种或两种。同学们对该粉末的成分进行了研究。取该粉末放入硬质玻璃管中，先通CO然后再用酒精喷灯加热一段时间，停止加热继续通入CO至装置冷却。实验装置如图：
(1)实验时，先通CO再加热的目的是 。
(2)若该粉末全部是氧化铁，在硬质玻璃管中观察到的实验现象是 ；其中发生反应的化学方程式为 。
(3)B装置是用于吸收二氧化碳并收集CO，其中盛放的试剂应该是______。
A．澄清石灰水 B．稀盐酸 C．水
(4)若该粉末为铜粉和氧化铁的混合物，待装置完全冷却至室温，称量硬质玻璃管内剩余固体的质量为。则的取值范围是 。
(5)如果没有装置B、C，该实验造成的危害是 。6.1 金属矿物及铁的冶炼
1．根据矿石的主要成分分析，下列矿石中，最适合炼铁的是（ ）
A．磁铁矿（主要成分） B．黄铁矿（主要成分）
C．菱铁矿（主要成分） D．赤铜矿（主要成分）
【答案】A
【解析】赤铜矿中不含铁元素，根据质量守恒定律，不能冶炼出铁；黄铁矿的产物中含有污染性物质二氧化硫，会污染空气；磁铁矿和菱铁矿中均含有铁元素，且产物不污染环境，但菱铁矿中铁的含量较低，则磁铁矿最适合炼铁，故选A。
2．下列不属于工业炼铁的主要原料的是（ ）
A．铁矿石 B．焦炭 C．石灰石 D．二氧化碳
【答案】D
【解析】炼铁的主要原料是石灰石、铁矿石、焦炭，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣，焦炭提供热量和一氧化碳，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁。故选D。
3．下列关于工业炼铁的叙述错误的是（ ）
A．主要原理：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
B．主要原料：铁矿石、焦炭和石灰石等
C．主要设备：高炉
D．主要产物：生铁
【答案】A
【解析】A、工业炼铁就是在高温的条件下，用一氧化碳来还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，而不是焦炭，故A错误；
B、工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石等，故B正确；
C、高炉炼铁的设备是高炉，故C正确；
D、工业炼的铁中含有杂质，是生铁，故D正确。
故选：A。
4．以磁铁矿为原料炼铁，在高炉炼铁中不会发生的反应是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A、高炉炼铁中，加入的焦炭会燃烧生成二氧化碳，放出热量，反应的化学方程式为：，该选项不符合题意；
B、高炉炼铁中，没有发生二氧化碳和水的反应，该选项符合题意；
C、一氧化碳会还原磁铁矿中的四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，该选项不符合题意；
D、生成的二氧化碳会和焦炭反应生成还原剂一氧化碳，反应的化学方程式为：，该选项不符合题意；
故选B。
5．利用如图所示装置探究CO的化学性质，说法错误的是（ ）
A．甲、丙两处澄清石灰水作对比，说明CO与CuO反应能生成二氧化碳
B．乙、丙、丁三处的实验现象都能说明CO能与CuO发生化学反应
C．丁处燃烧，说明CO能燃烧
D．省略甲处澄清石灰水也能达到实验目的
【答案】B
【解析】A、甲处澄清石灰水不变浑浊说明一氧化碳中不含有二氧化碳、丙处澄清石灰水变浑浊说明CO与CuO反应能生成二氧化碳，故说法正确；
B、乙、丙处的实验现象都能说明CO能与CuO发生化学反应，丁处是点燃尾气中的一氧化碳，不能说明CO与CuO发生化学反应，故说法错误；
C、丁处燃烧，说明CO具有可燃性，但燃烧的目的是将尾气中的一氧化碳除去，故说法正确；
D、省略甲处澄清石灰水，由黑色的氧化铜变成红色，也能说明一氧化碳具有还原性，故说法正确。
故选B。
6．铁的使用促进了人类文明的发展。下列有关炼铁的说法中正确的是（ ）
A．甲图中炼铁的原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B．乙图炼铁高炉中原料焦炭既能提供热量又能制取CO
C．甲图中实验开始时应先点燃酒精喷灯
D．两图中得到的铁是完全相同的
【答案】B
【解析】A、由图可知，甲图中反应为一氧化碳和四氧化三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：，不符合题意；
B、高炉炼铁的过程中，焦炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，故焦炭既能提供热量又能制取CO，符合题意；
C、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故甲图中实验开始时应先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后点燃酒精喷灯，防止发生爆炸，不符合题意；
D、甲图中一氧化碳和四氧化三铁反应生成的是纯铁，乙图中高炉炼铁得到的是生铁，不完全相同，不符合题意。
故选B。
7．炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是（ ）
A．工业炼铁的设备是高炉
B．生成铁的主要反应是：CO+Fe2O3Fe+CO2
C．生铁属于混合物
D．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳
【答案】B
【解析】A、工业炼铁的设备是高炉，故A不符合题意；
B、高炉炼铁的原理是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：，故B符合题意；
C、生铁是由铁、碳等混合而成，属于混合物，故C不符合题意；
D、焦炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，所以焦炭的作用是：提供热量和制取一氧化碳，故D不符合题意。
故选B。
8．同学们进入博物馆，看到了许多矿石标本，其中的4种矿石及其主要成分如下：
(1)根据辉铜矿的主要成分，有同学推测以辉铜矿为原料，可制得含铜元素或含硫元素的产品，他的依据是 。
(2)同学们在以后的学习中将学习工业炼铁的原理，即用一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为 。
(3)孔雀石的主要成分受热时会发生分解反应，生成三种氧化物，反应的化学方程式为 。
【答案】(1)化学反应前后元素种类不变（合理即可）
(2)
(3)
【解析】（1）化学变化前后元素的种类不变，所以以辉铜矿为原料，可制得含铜元素或含硫元素的产品；
（2）一氧化碳和氧化铁在高温下反应，生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（3）孔雀石的主要成分受热时会发生分解反应，生成三种氧化物，根据质量守恒定律和氧化物的概念可知，三种氧化物分别是氧化铜、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
9．如图是模拟工业炼铁的装置图，回答下列问题：
(1)甲装置玻璃管内的现象为 ，反应的化学方程式 。
(2)实验开始前要先通一段时间CO，再点燃酒精喷灯加热，目的是 。
(3)实验结束后，先熄灭酒精喷灯，待玻璃管冷却到室温后停止通CO，目的是 。
(4)乙装置中澄清石灰水的作用是 ，有关的化学反应方程式 。
【答案】(1) 红色固体逐渐变为黑色
(2)排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸
(3)防止灼热的铁被氧化
(4) 检验生成的二氧化碳
【解析】（1）一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，可观察到红色固体逐渐变为黑色，故填：红色固体逐渐变为黑色；；
（2）一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸，为避免爆炸，应先通入一氧化碳气体，故填：排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；
（3）实验结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入CO至冷却，防止灼热的铁被氧化，故填：防止灼热的铁被氧化；
（4）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则乙装置中澄清石灰水的作用是检验生成的二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为，故填：检验生成的二氧化碳；。
1．古文献记载的大鉴炉炼铁：“黑砂（主要成分为铁的氧化物）为本……时时旋下，用炭火以煅炼之。”如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该黑砂中可能含有 B．木炭仅作为燃料提供热量
C．往通风道中鼓风能提高炉温 D．增加大鉴炉高度能提高铁的产量
【答案】B
【解析】A、铁的氧化物中，四氧化三铁为黑色，故该黑砂中可能含有Fe3O4，说法正确；
B、木炭既作为燃料提供热量，同时又和二氧化碳反应生成一氧化碳，为炼铁提供还原性气体，说法错误；
C、往通风道中鼓风，可以使木炭充分燃烧，故能提高炉温，说法正确；
D、增加大鉴炉高度能提高铁的产量，说法正确。
故选B。
2．用1000t含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，可炼出铁的质量为（ ）
A．140t B．200t C．560t D．800t
【答案】C
【解析】设可炼出铁的质量为x。
x=560t
故选：C。
3．如图为实验室模拟工业炼铁的实验装置。以下分析正确的是（ ）
【提示】①氧化亚铁转化为铁的具体过程是：
②铁粉、四氧化三铁、氧化亚铁均为黑色，试管中澄清的石灰水足量
A．操作时，先点燃酒精喷灯，再通入一氧化碳
B．尾气无需处理，可以直接排放到大气中
C．反应前后硬质玻璃管中固体质量的减少值小于试管中物质质量的增加值
D．通过硬质玻璃管中的实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
【答案】C
【解析】A、操作时，先通入CO气体，再点燃酒精喷灯，以防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸，故选项说法错误；
B、尾气中可能含有未完全反应的一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到大气中会污染空气，故选项说法错误；
C、一氧化碳和氧化铁反应中，氧化铁失去氧，可以看作是失去的氧给了一氧化碳，一氧化碳得氧被氧化成二氧化碳，所以反应前后硬质玻璃管中固体质量的减少值小于试管中物质质量的增加值，故选项说法正确。
D、通过硬质玻璃管中的实验现象不能判断氧化铁是否完全转化为铁，是因为四氧化三铁和氧化亚铁也都是黑色固体，故选项说法错误。
故选：C。
4．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧．
(1)战国《韩非子·内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”；金在自然界中主要以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；
(2)明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石和煤炭饼装入炼锌罐中，泥封，“其底铺薪，发火煅红”，“冷定毁罐取出”；如图所示，回答下列问题：
①炉甘石加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是 ；
②反应区中，炉甘石在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式为 ；
③反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式为 ，该反应中的还原剂是 ；
④必须“冷定”（冷却至室温）后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因： 。
【答案】(1)单质
(2) 增大反应物的接触面积，使反应更快更充分 碳/C 防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌
【解析】（1）金的化学性质不活泼，在自然界中主要以单质形式存在；
（2）①反应物之间的接触面积越大，反应越快越充分。所以先将其粉碎的目的是增大反应物的接触面积，使反应更快更充分；
②化学反应前后元素的种类不变，氧化物是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，因此另一种氧化物为碳元素和氧元素形成的二氧化碳，其化学式为CO2；
③碳和氧化锌在1100～1300℃时反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑；该反应中碳得到氧，体现了还原性；
④化学变化中有新物质生成，则冷却后取出是为了避免发生反应，“毁罐”取锌，锌会与空气接触，则可能的原因是防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
1．将CO和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应，反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．m的值为5.6
B．铁的氧化物中x:y=2:3
C．参加反应的铁的氧化物的质量为16.8g
D．当CO2质量为8.8g时，容器中固体的质量为20g
【答案】AD
【分析】由图像可知，反应中消耗CO的质量为3m-m=2m，生成铁的质质量为3m，生成CO2的质量为17.6g。
【解析】A 、由反应的化学方程式：
故说法正确；
B 、通过分析可知生成铁的质量为：3m=，参加反应的一氧化碳的质量为：，则铁的氧化物中氧元素的质量为：，则铁的氧化物中 ，故说法错误；
C 、参加反应的铁的氧化物的质量等于生成的铁的质量与铁的氧化物中氧元素的质量之和，所以参加反应的铁的氧化物的质量为： ，故说法错误；
D 、由反应的化学方程式 ，可知一个一氧化碳分子夺取了铁的氧化物中的一个氧原子变成一个二氧化碳分子，即二氧化碳中的氧元素有一半来自于铁的氧化物，也就是固体减少的质量，所以当CO2质量为8.8g时，容器中固体的质量为 ，故说法正确。
故选AD。
2．资料显示:用如图1装置还原Fe2O3的过程中常常先生成Fe3O4，后生成FeO，最后生成Fe。现实验室用CO还原24gFe2O3，测得残留固体质量随温度的变化如图2所示(图中各点对应固体均为纯净物)。下列说法不正确的是（ ）
A．实验时应先通入一氧化碳，再加热玻璃管
B．当温度为300℃~500℃时，氢氧化钠溶液共增重0.8g
C．B→C发生反应的化学方程式为
D．m=16.8
【答案】B
【解析】A、实验时应先通入一氧化碳，再加热玻璃管，防止加热时发生爆炸，此选项说法正确；
B、当温度为300℃~500℃时，还原Fe2O3生成Fe3O4，固体质量减少24g-23.2g=0.8g，由于生成的二氧化碳中1/2的氧元素来自反应的金属氧化物，则生成二氧化碳的质量为：0.8g÷=2.2g，氢氧化钠溶液增加的质量是吸收二氧化碳的质量，所以氢氧化钠溶液共增重2.2g，此选项说法错误；
C、B→C发生反应的化学方程式为，此选项说法正确；
D、设24g氧化铁生成铁的质量为x。
，x=16.8g，此选项说法正确。
故选B。
3．老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁[Fe2O3]粉末中的一种或两种。同学们对该粉末的成分进行了研究。取该粉末放入硬质玻璃管中，先通CO然后再用酒精喷灯加热一段时间，停止加热继续通入CO至装置冷却。实验装置如图：
(1)实验时，先通CO再加热的目的是 。
(2)若该粉末全部是氧化铁，在硬质玻璃管中观察到的实验现象是 ；其中发生反应的化学方程式为 。
(3)B装置是用于吸收二氧化碳并收集CO，其中盛放的试剂应该是______。
A．澄清石灰水 B．稀盐酸 C．水
(4)若该粉末为铜粉和氧化铁的混合物，待装置完全冷却至室温，称量硬质玻璃管内剩余固体的质量为。则的取值范围是 。
(5)如果没有装置B、C，该实验造成的危害是 。
【答案】(1)防止加热时爆炸
(2) 红色粉末逐渐变成黑色
(3)A
(4)5.6＜m＜8
(5)未反应的一氧化碳直接排放到空气中，污染环境
【解析】（1）为了防止一氧化碳和装置内的空气形成混合气体加热时发生爆炸，所以实验时，先通CO再加热。
（2）若该粉末全部是氧化铁，在硬质玻璃管中观察到的实验现象是红色粉末逐渐变成黑色。
氧化铁与一氧化碳高温条件下反应生成铁和二氧化碳。化学方程式
（3）B装置是用于吸收二氧化碳只有澄清石灰水。所以B装置是用于吸收二氧化碳并收集CO，其中盛放的试剂应该是A。
（4）假设8g粉末全部是氧化铁。
因为该粉末为铜粉和氧化铁的混合物，则m的取值范围是5.6＜m＜8。
（5）如果没有装置B、C，未反应的一氧化碳直接排放到空气中，污染环境。
