人教版初中化学九年级下册 第八单元课题3 金属资源的利用和保护（第1课时） 同步测试

课题3 金属资源的利用和保护（第1课时） 同步测试
1．碳在高温下可以和氧化铁反应，化学方程式可表示为3C＋2Fe2O34Fe＋3CO2↑，下列说法中正确的是(　　)
A．该反应属于分解反应
B．反应中碳元素的化合价降低，铁元素的化合价升高
C．碳是还原剂
D．氧化铁是还原剂
2．下图是一氧化碳还原氧化铁的部分实验装置，关于该实验说法正确的是(　　)
A．充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡
B．在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色
C．该实验的反应原理为FeO＋COFe＋CO2
D．在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中
3．某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63 t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是(　　)
A．120 t B．108 t
C．96 t D．84 t
4．工业上煅烧硫铁矿用来生产硫酸，用X表示硫铁矿中的主要成分。煅烧反应的化学方程式为：4X＋11O22Fe2O3＋8SO2，则X为(　　)
A．FeS2 B．Fe2S3
C．FeSO4 D．FeS
5．物质的性质决定着物质在生产和生活中的用途。木炭和一氧化碳都具有还原性，都可用于冶炼金属。请根据下图回答有关问题。
(1)请写出下列反应的化学方程式：
①木炭还原氧化铜______________________；
②一氧化碳还原氧化铁________________。
(2)A、B装置中澄清石灰水的作用是________________________________。
(3)B装置最右端酒精灯的作用是________________________________。
(4)在A装置中，当观察到________________时，证明木炭粉末和氧化铜粉末已经完全反应。
6．从楚王陵中出土的铁器中发现了迄今世界上最早的炒钢技术，说明中国早在公元前2世纪就掌握了炒钢技术。
炒钢是一种冶炼技术，冶炼时先将生铁加热到液态或半液态，然后靠鼓风或加进精矿粉，降低生铁的含碳量，使其成钢。由于在冶炼中要不断搅拌，好像炒菜一样，因而得名。
(1)生铁的含碳量为________________，炼得的钢是________________ (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)将生铁加热到液态或半液态并不断搅拌的原因是什么？________________。
(3)写出向液态生铁中鼓风和加进精矿粉(以赤铁矿为例)所发生反应的化学方程式。
7．炼铁的主要原料是铁矿石。用赤铁矿石(主要成分为Fe2O3)炼铁的反应原理为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
(1)求Fe2O3中铁元素的质量分数。
(2)根据化学方程式计算：用含Fe2O360%的赤铁矿石800 t，理论上可炼出纯铁多少吨？
探究创新
8．钢铁工业是国家工业的基础。
(1)下图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图，根据图示回答下列问题。
若图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁，请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式：
A区：___________________________________，
B区：___________________________________。
(2)某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究。
[设计实验]
用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如下图。
[进行实验]
该小组按上述实验设计，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0 g(玻璃管的质量为60.0 g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8 g(冷却到室温称量)
[分析与讨论]
本实验中，玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。
[查阅资料]
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。
③
[实验与猜想]
①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和_________________。
②进行猜想：黑色固体粉末可能
a．全部为铁；
b．_________________；
c．_________________；
[得出结论]
通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为_________(写名称)。
[反思与评价]
①一氧化碳还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。
②实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有_________。
A．收集一氧化碳
B．吸收二氧化碳
C．检验二氧化碳
参考答案
1．C　分解反应是一种化合物生成两种或两种以上物质的反应，A错误；反应中C―→CO2，C得氧，被氧化，是还原剂，C的化合价从0―→＋4升高了，Fe2O3―→Fe，Fe2O3失氧，被还原，是氧化剂，Fe的化合价从＋3―→0降低了，故B、D错误；C正确。
2．A　一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，剩余固体是铁，能与盐酸反应生成氢气，故A正确；氧化铁是红色，铁粉是黑色，故该实验的现象是红色粉末变为黑色，B不正确；C中氧化铁的化学式写错，导致化学方程式错，应为：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，C不正确；实验过程中，一部分一氧化碳没有完全反应，如果直接排放到空气中，会造成空气污染，故一定要有尾气处理装置，可以将一氧化碳燃烧掉，也可以回收利用，D不正确。
3．A　根据质量守恒定律，利用铁元素质量不变解题。设需要赤铁矿质量为x，则有x×(1－20%)××100%×(1－10%)＝63 t×96%，解得x＝120 t。
4．A
5．答案：(1)C＋2CuO2Cu＋CO2↑　3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
(2)检验是否有二氧化碳生成
(3)除去未反应完的一氧化碳气体，防止污染空气
(4)A装置竖直的试管内导管口不再有气泡冒出
解析：(1)木炭和CO在高温条件下夺取金属氧化物中的氧，生成CO2，同时得到金属单质，据此可写出有关反应的化学方程式。(2)利用CO2能使澄清石灰水变浑浊，证明反应是否有CO2生成。(3)因CO有毒，会污染空气，因此需将未反应的CO燃烧掉。(4)插入澄清石灰水中的导管口没有气泡产生时，说明不再有CO2产生，证明反应已结束。
6．答案：(1)2%～4.3%　混合物
(2)增加反应物的接触面积，加快反应速率
(3)C＋O2CO2　3C＋2Fe2O34Fe＋3CO2↑
7．答案：(1) ×100%＝×100%＝70%
(2)解：设理论上可炼出纯铁的质量为x。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
800 t×60% x
　x＝336 t
答：理论上可炼出纯铁336 t。
解析：(1)Fe2O3中Fe的相对原子质量乘以Fe的原子数与Fe2O3的相对分子质量之比就是Fe2O3中铁的质量分数。(2)先计算出800 t矿石中Fe2O3的质量＝800 t×60%＝480 t，根据化学方程式可求出生成纯铁的质量。
8．答案：(1)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
C＋O2CO2、C＋CO22CO
(2)[实验与猜想]①氧化亚铁(FeO)　②铁和四氧化三铁的混合物　全部是四氧化三铁(二者可互换，化学式也可)
[得出结论]四氧化三铁
[反思与评价]②AB
解析：(1)考查了炼铁炉内发生的主要化学反应，它包括碳的燃烧、一氧化碳的生成、一氧化碳还原氧化铁三个反应，比较简单。(2)根据[查阅资料]③知，氧化亚铁不能被磁铁吸引，由于反应后的黑色固体粉末能全部被磁铁吸引，所以黑色固体粉末一定不含氧化亚铁。又由于铁和四氧化三铁都能被磁铁吸引，因此，此黑色固体粉末可能全部是铁，也可能全部是四氧化三铁或铁和四氧化三铁的混合物。6 g氧化铁中铁元素的质量＝6 g××100%＝4.2 g，氧元素的质量＝6 g－4.2 g＝1.8 g；反应后得到的黑色固体粉末中铁元素的质量仍是4.2 g，黑色固体粉末中氧元素质量＝5.8 g－4.2 g＝1.6 g，故生成物中铁、氧两元素的质量比＝4.2 g∶1.6 g＝21∶8，四氧化三铁中铁、氧元素质量比也是21∶8，故该黑色固体粉末是四氧化三铁。
仔细观察虚线框内的装置可知，洗气瓶内进气管、出气管都伸入了瓶底，可推测出其作用是吸收二氧化碳并收集一氧化碳。