8.3.1 金属矿物与铁的冶炼　课时训练（含解析）九年级化学人教版（2024）下册课后培优检测

8.3.1 金属矿物与铁的冶炼——九年级化学人教版（2024）下册
课后培优检测
1.下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.铁矿石是一种铁合金 B.金刚石属于金属材料
C.生铁的含碳量高于钢 D.自然界中的金属都以化合物的形式存在
2.赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”、“苦、寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为( )
A.Fe2O3 B.CuO C.KCl D.Fe3O4
3.高层建筑建造时常使用铝合金材料。下列说法正确的是( )
A.铝合金材料属于复合材料 B.铝土矿是主要含铝矿物之一
C.铝合金的硬度小于单质铝 D.铝材致密氧化膜要及时除去
4.如图是小明学习金属冶炼的笔记，其中有一处错误，出现错误的是( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
5.竖炉炼铁的工艺流程示意图如下所示，有关说法不正确的是( )
A.天然气属于不可再生能源
B.还原反应室中，还原氧化铁的反应物只有氢气
C.催化反应室中发生的反应之一为
D.该流程有利于缓解温室效应
6.赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是和，都是工业炼铁中使用的重要原料。下列有关高炉炼铁的叙述中不正确的是( )
A.Fe3O4中铁元素的质量分数比的高
B.利用赤铁矿或磁铁矿与CO炼铁的反应类型为置换反应
C.用1000t含 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁质量约为583.3t
D.高炉炼铁中要加入焦炭，目的是为燃烧提供热量并生成CO
7.工业炼铁的部分反应如图所示，下列说法正确的是( )
A.X可以是木炭 B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放 D.Y中铁元素的化合价一定是+3
8.钛合金有良好的耐热强度、低温韧性。生产金属钛的步骤主要有①在高温下，向金红石（含）与焦炭的混合物中通入氯气，得到 和一种可燃性气体；②在稀有气体环境和加热条件下，用Mg与反应得到Ti和。下列说法不正确的是( )
A.①中的反应为
B.反应②中稀有气体的作用是防止Mg与空气反应
C.可用反应①产生的气体冶炼金属
D.反应①②中的钛元素化合价均未发生改变
9.春秋初期，在1000℃左右的温度下，使木炭和赤铁矿发生一系列的反应可生成含较多杂质的海绵铁。当代工业中，海绵铁可用于生产羰基铁粉[制备羰基铁粉的过程如图所示]，羰基铁粉主要用于国防军工领域。下列说法正确的是( )
A.海绵铁是纯净物
B.赤铁矿的主要成分为
C.炼制海绵铁的过程中，木炭只作为燃料使用
D.制备羰基铁粉过程中，循环利用的物质是CO
10.《天工开物》中关于炼锡的描述“煎炼用烘炉，入锡砂（主要成分）和木炭数百斤……火力已到锡砂不熔用铅少许勾引，方始流出……锡中杂铅太多，入醋淬八九度，铅尽化去”，有关该工艺的说法不正确的是( )
A.该工艺中体现了木炭的还原性 B.“煎炼”所得产物为纯净物
C.熔炼中加入铅可降低混合物熔点 D.“入醋淬”可将金属铅转变为盐
11.利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法不正确的是( )
A.充分加热，a处固体由红色变为黑色
B.b处可用澄清石灰水检验生成的气体
C.该反应属于置换反应
D.实验结束待装置冷却后再停止通入CO
12.如图是工业炼铁示意图。下列说法中不正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分为 B.石灰石的作用是形成炉渣
C.焦炭的作用只是提供热量 D.高炉烟气对空气造成污染
13.竖炉冶铁工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）该工艺流程中，甲烷的作用是_______________,冶炼出的铁水属于_____（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）用化学方程式表示还原反应室内炼铁的原理：_______________（写一个）。
（3）该工艺流程中，可循环利用的物质是__________。
14.人类的生产、生活离不开金属，部分金属的冶炼历程如下图所示。
（1）由图可知，金属冶炼的难易程度与金属的化学性质关系密切。铜、铁、铝三种金属的活动性由强到弱的顺序是__________。
（2）铜可作导线，说明它具有的物理性质是_____（填字母）。
A.导电性 B.导热性 C.延展性
（3）中国古代冶炼铜的一种方法如图所示，水排转动带动风箱向“冶铜炉”鼓风，最后将冶炼出的液态铜浇铸成铜器。
①炼铜过程中从鼓风口不断鼓入空气的目的是__________________。
②木炭的主要作用是为燃烧提供热量并生成_________（填化学式），此气体再与木炭反应产生还原性气体_________（填化学式），该反应为_________（填“放热”或“吸热”）反应。
③铜矿通常为绿色的孔雀石[]或深蓝色的石青石[]等，孔雀石受热分解后，生成一种黑色氧化物，该氧化物与还原性气体或木炭反应生成铜，写出其中一个置换反应的化学方程式：__________________。
15.某钢铁厂每天可冶炼5000t含76%的赤铁矿石。
(1)该钢铁厂冶炼赤铁矿的过程，在质量上会遵循_________定律。
(2)该厂理论上可日生产含Fe98%的生铁的质量是多少（计算结果保留一位小数）？
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、铁矿石的主要成分是铁的化合物，不是一种铁合金，故选项说法错误。B、金刚石是一种固态非金属单质，不属于金属材料，故选项说法错误。C、生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金，生铁的含碳量高于钢，故选项说法正确。D、自然界中的金属不是都以化合物的形式存在，少数很不活泼的金属（如金、银等）能以单质形式存在，故选项说法错误。故选：C。
2.答案：A
解析：A、氧化铁是红色固体，符合题意；
B、氧化铜是黑色固体，不符合题意；
C、氯化钾是白色固体，不符合题意；
D、四氧化三铁是黑色固体，不符合题意。
故选A。
3.答案：B
解析：A、铝合金材料属于金属材料，故A错误；
B、铝土矿是主要含铝矿物之一，故B正确；
C、合金的硬度大于其组成纯金属的硬度，故铝合金的硬度大于单质铝，故C错误；
D、铝易与空气中氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，其表面致密氧化膜对内部铝具有保护作用，故铝材致密氧化膜不能除去，故D错误。
故选B。
4.答案：D
解析：赤铁矿的主要成分是氧化铁，故A正确；一氧化碳是有毒气体，故B正确；一氧化碳具有还原性，在高温条件下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故C正确；该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故D错误。
5.答案：B
解析：A、天然气是化石燃料，属于不可再生能源，该选项正确；
B、由图可知，合成气（CO和）进入还原反应室，所以还原氧化铁的反应物是一氧化碳和氢气，不只是氢气，该选项错误；
C、催化反应室中，天然气（主要成分）和高温尾气（含）在催化剂和高温条件下反应，生成CO和，化学方程式为，该选项正确；
D、该流程中参与反应转化利用，减少了排放，有利于缓解温室效应，该选项正确。
故选B。
6.答案：B
解析：A、中铁元素质量分数分别是、，即中铁元素的质量分数比的高，故选项说法正确；
B、赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，一氧化碳和四氧化三铁高温下反应生成铁和二氧化碳，上述两个反应的反应物均是化合物，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），故选项说法错误；
C、用1000t含80%的赤铁矿石炼铁，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类和质量不变，理论上可以炼出含铁96%的生铁质量约为，故选项说法正确；
D、炼铁时需要高温，焦炭与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量热，燃烧产生热量可提供热量维持炉温；炼铁时还需一氧化碳作还原剂，二氧化碳与过量焦炭高温下反应可以生成还原剂一氧化碳，故高炉炼铁中要加入焦炭，目的是为燃烧提供热量并生成CO，故选项说法正确；
故选B。
7.答案：A
解析：碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，木炭的主要成分是碳，X可以是木炭，A正确；二氧化碳与碳在高温条件下反应生成氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，B错误；③反应后的尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，需进行尾气处理，C错误；Y可以是氧化亚铁、氧化铁或四氧化三铁等，Y中铁元素的化合价不一定是+3，D错误。故选A。
8.答案：D
解析：向金红石与焦炭的混合物中通入 ，得到和一种可燃性气体，根据质量守恒定律，反应物是二氧化钛、焦炭和氯气，生成物是四氯化钛和一氧化碳，A正确；稀有气体化学性质稳定，可作保护气，反应②中稀有气体用来隔绝空气，防止Mg与空气反应，B正确；反应①产生的气体一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，C正确；反应①中钛元素的化合价反应前后都是+4，反应②中钛元素的化合价由+4变为0，D不正确。
9.答案：D
解析：A、根据“木炭和赤铁矿发生一系列的反应可生成含较多杂质的海绵铁”，可知海绵铁含有铁和较多杂质，是混合物，故选项说法不正确；
B、赤铁矿的主要成分为，磁铁矿的主要成分是，故选项说法不正确；
C、木炭不完全燃烧还可以生成一氧化碳，另外木炭和二氧化碳高温下反应也可生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，可用于炼铁，因此炼制海绵铁的过程中，木炭不只是作为燃料使用，还可以作为制造一氧化碳的原料，故选项说法不正确；
D、由图示可知，一氧化碳既是反应物，又是生成物，可循环利用，故选项说法正确。
故选D。
10.答案：B
解析：A、煎炼用烘炉，入锡砂(主要成分)和木炭数百斤，木炭与锡砂中反应生成锡，体现木炭的还原性，故选项说法正确。
B、锡砂中含有其它物质，“煎炼”所得产物属于混合物，故选项说法错误。
C、合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，熔炼中加入铅可形成铅锡合金，从而降低混合物熔点，故选项说法正确。
D、“入醋淬”过程，醋酸可与铅反应生成醋酸铅，醋酸铅是由金属离子和酸根离子构成的化合物，属于盐，故选项说法正确。
故选：B。
11.答案：C
解析：A、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体由红色变为黑色，故A正确；
B、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B正确；
C、反应物为两种化合物，不属于置换反应，故C错误；
D、应当先停止加热，等到固体冷却后再停止通CO，防止生成的铁被氧化，故D正确。
故选：C。
12.答案：C
解析：A、赤铁矿的主要成分为氧化铁，化学式为，故正确；
B、高炉炼铁时，加入石灰石的作用是把矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，故正确；
C、高炉炼铁中原料焦炭燃烧生成二氧化碳，该反应放热，可提供热量，另外碳和二氧化碳高温下反应可生成一氧化碳，还可以生成还原剂一氧化碳，故错误；
D、高炉烟气中的废气若不处理直接排放，会污染空气，故正确；
故选C。
13.答案：（1）燃烧产生热量、作生产合成气的原料；混合物
（2）（或）
（3）和（或高温尾气）
解析：（1）根据流程图可知甲烷作为进入燃烧室的混合气的主要成分，其作用是燃烧产生热量，提高炉温，同时它又是进入催化反应室的主要物质，所以它还有一个作用是作生产合成气的原料。
（3）根据流程图看出可循环使用的是高温尾气，产生的尾气进入催化反应室后产生合成气，合成气进入还原反应室后又产生高温尾气，所以可循环使用。
14.答案：（1）Al>Fe>Cu
（2）AC
（3）①提供充足的氧气，使燃烧更旺，提高炉内温度
②；CO；吸热
③（或）
解析：（1）金属活动性越弱越容易冶炼，越早被冶炼得到。
（2）铜可作导线，是因为铜具有导电性和延展性。
（3）①炼铜过程中从鼓风口不断鼓入空气，提供充足的氧气，使燃烧更旺，从而提高炉内温度。②木炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，生成的二氧化碳继续与木炭在高温下反应生成还原性气体CO，该反应为吸热反应。③氧化铜是黑色固体，故孔雀石受热分解后，生成氧化铜，木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，或氧化铜和还原性气体在加热条件下反应生成铜和水。
15.答案：（1）质量守恒
（2）2714.3
解析：（1）该钢铁厂冶炼赤铁矿的过程，在质量上会遵循质量守恒定律；
（2）设可冶炼该种生铁xt，依据质量守恒定律，铁元素质量守恒。故：
答：可冶炼该种生铁2714.3t。