考點28 生鐵的冶煉-備戰(zhàn)中考化學一輪復(fù)習考點幫

考點28生鐵的冶煉命題趨勢該考點的命題主要是通過創(chuàng)設(shè)相關(guān)實驗、問題情景或圖表信息等，來考查學生對鐵的冶煉的原理、原料、設(shè)備、涉及的反應(yīng)、和產(chǎn)物的理解或掌握情況，以及對金屬元素的存在及常見的金屬礦物、金屬冶煉的原理、氧化還原反應(yīng)、常用的還原劑、碳和碳的氧化物的化學性質(zhì)、石灰石的化學性質(zhì)、化學方程式的書寫、質(zhì)量守恒定律、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學反應(yīng)的計算、環(huán)境的污染、酸雨的產(chǎn)生等相關(guān)問題的分析、推斷、表達的能力和對知識的遷移能力等；并且，經(jīng)常將其與這些相關(guān)知識等關(guān)聯(lián)起來，進行綜合考查。鐵的冶煉是歷年來中考命題的熱點；命題方式是根據(jù)碳和碳的氧化物的化學性質(zhì)、石灰石的化學性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)的原理、常用的還原劑、酸雨的產(chǎn)生、化學方程式的書寫、質(zhì)量守恒定律、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學反應(yīng)的計算等來分析、推斷、探究、選擇或解答有關(guān)鐵的冶煉原理、原料、設(shè)備、涉及的反應(yīng)、和產(chǎn)物及其有關(guān)計算等實際問題，或者是反過來考查，或者是對所給的有關(guān)鐵的冶煉的某些表達進行科學地判斷等等。題型有選擇題、填空題、實驗探究題?？疾橹攸c1.一氧化碳還原氧化鐵2.金屬的銹蝕與防護3.含雜質(zhì)物質(zhì)的相關(guān)計算重點考向考向一、金屬在自然界中的存在形式1．存在形式金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，除少數(shù)極不活潑的金屬如金、銀等以單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物形式存在。2．幾種常見的金屬礦石及主要成分名稱赤鐵礦磁鐵礦黃鐵礦菱鐵礦黃銅礦輝銅礦鋁土礦主要成分Fe2O3Fe3O4FeS2FeCO3CuFeS2Cu2SAl2O3跟蹤訓練1．（2020·深圳外國語九年級上學期期末）下列礦石冶煉時產(chǎn)生的物質(zhì)會污染空氣且能形成酸雨的是（）A．赤鐵礦（Fe2O3） B．黃鐵礦（FeS2） C．菱鐵礦（FeCO3） D．磁鐵礦（Fe3O4）2．“綠色化學”的理念正深入人心，工業(yè)生產(chǎn)更應(yīng)關(guān)注。從效益與環(huán)保角度最不適宜煉鐵的是（）A．赤鐵礦（Fe2O3） B．磁鐵礦（Fe3O4）C．黃鐵礦（FeS2） D．菱鐵礦（FeCO3）3.科學實踐活動為同學們創(chuàng)設(shè)了獨立思考和實踐的機會．請回答：（1）曉蘭參觀中國地質(zhì)博物館，看到了許多礦石標本，其中的4種礦石及其主要成分如下：①上述礦石標本的主要成分中，所含元素種類最多的是（填字母序號）。②她根據(jù)輝銅礦的主要成分，推測以輝銅礦為原料，可制得含銅元素或含硫元素的產(chǎn)品，她的依據(jù)是化學反應(yīng)前后不變。③她依據(jù)化學式計算出Cu2(OH)2CO3的相對分子質(zhì)量為222，計算式為。（2）參觀結(jié)束時，老師進行了小結(jié)，并就金屬冶煉和金屬回收再利用提出了兩個問題，請同學們用化學方程式作答。①工業(yè)上用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵的原理是。真題再現(xiàn)1．（2021·山東濰坊）《天工開物》對鋼鐵冶煉過程有如下記載。有關(guān)說法正確的是（）A．“墾土拾錠”：鐵元素是地殼中含量最高的金屬元素B．“淘洗鐵砂”：鐵礦石（主要成分為Fe2O3）能溶于水C．“生熟煉鐵”：冶煉鐵過程中發(fā)生了化學變化D．“錘鍛成鋼”：生鐵高溫鍛打成鋼，碳元素含量升高2．（2021·浙江湖州）工業(yè)煉鐵的部分反應(yīng)如下所示，則（）O2eq\o\ac(\s\up5(＋X),\s\do0(→),\s\do5(①))CO2eq\o\ac(\s\up5(＋X),\s\do0(→),\s\do5(②))COeq\o\ac(\s\up5(＋Y),\s\do0(→),\s\do5(③))FeA．X可以是木炭B．X與CO都具有氧化性C．③反應(yīng)后的尾氣可直接排放D．Y中鐵元素以游離態(tài)存在3．(2019湘潭)鋼鐵廠會利用焦炭產(chǎn)生的還原性氣體來煉鐵，某同學用此原理按如圖裝置進行實驗。下列說正確的是（）A．該實驗不需要增加尾氣處理裝置B．該實驗應(yīng)先通入一段時間的CO驗純后再加熱C．NaOH溶液可以檢驗氣體產(chǎn)物D．反應(yīng)結(jié)束后，含有未反應(yīng)的Fe2O3固體，可以采用加入鹽酸的方法來提純鐵4．（2021·江蘇連云港）回收含銅廢料(主要成分為Cu)中的銅，部分實驗流程如下：注：灼燒后得到黑色固體和殘留物，殘留物不溶于水和稀硫酸。下列關(guān)于該流程的說法，錯誤的是（）A．“灼燒”的主要目的是將Cu轉(zhuǎn)變?yōu)镃uOB．濾液X中的溶質(zhì)為FeSO4C．“酸溶”和“還原”過程中發(fā)生的反應(yīng)均為置換反應(yīng) D．將Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反應(yīng)后過濾得Cu考向二、生鐵的冶煉1．一氧化碳還原氧化鐵（1）實驗裝置。（2）實驗步驟：①檢查裝置的氣密性；②裝入藥品并固定裝置；③向玻璃管內(nèi)通入CO氣體；④加熱氧化鐵；⑤停止加熱；⑥停止通入CO氣體。（3）實驗現(xiàn)象：紅棕色粉末逐漸變成黑色；澄清石灰水變渾濁；尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。（4）化學方程式：①3CO+Fe2O3eq\o(,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe+3CO2(硬質(zhì)玻璃管中)；②Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(試管中)；③2CO+O2eq\o(\s\up6(點燃),eq\o(\s\up2(——),——,\s\do0()),\s\do4())2CO2(酒精燈處)。（5）實驗結(jié)論：紅棕色的氧化鐵被一氧化碳還原成單質(zhì)鐵。2．工業(yè)煉鐵（1）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。（2）冶煉原理：在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來。（3）設(shè)備：高爐(如圖)（4）爐內(nèi)的主要反應(yīng)①產(chǎn)生CO：C+O2eq\o(\s\up6(點燃),eq\o(\s\up2(——),——,\s\do0()),\s\do4())CO2，CO2+Ceq\o(,\s\up7(高溫),\s\do5())2CO。②在高溫下用還原劑CO把鐵從鐵礦石中還原出來：3CO+Fe2O3eq\o(,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe+3CO2。易錯警示（1）實驗操作分析。①先通CO的目的：排出裝置內(nèi)的空氣，以免加熱時CO與空氣混合，可能會發(fā)生爆炸。②實驗完畢后繼續(xù)通入CO直到玻璃管冷卻的目的：防止氧化鐵還原成的鐵粉在較高溫度下被重新氧化。③尾氣處理：因為CO有毒，所以尾氣中的CO氣體要經(jīng)過點燃處理或收集備用，防止污染空氣。（2）產(chǎn)物檢驗：可以用與鹽酸反應(yīng)的方法，若有氣體生成，說明有鐵生成。知識拓展1.熟記和理解鐵的冶煉的原理、原料、設(shè)備、涉及的反應(yīng)、和產(chǎn)物及其相關(guān)知識等。2.根據(jù)所給的實驗、問題情景或圖表信息等，結(jié)合所學的相關(guān)知識和技能，細致地閱讀、分析題意等，聯(lián)系著生活實際，細心地進行探究、推理。方法技巧1、焦炭的作用：一是生成還原劑一氧化碳，二是提高高爐的溫度；2、石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣除去；3、高爐煉鐵得到的鐵是生鐵，其主要成分是鐵，還含有C、P、S等元素。4、一氧化碳還原紅棕色的氧化鐵，得到黑色粉末--還原性鐵粉，鐵的形狀不同顏色有差異。在用一氧化碳還原鐵礦石的實驗過程中，要特別注意在加熱前必須將管內(nèi)空氣排盡，尾氣要進行處理才能排放。注意觀察裝置中的加熱儀器不同，一個是酒精燈，一個是酒精噴燈，一氧化碳還原鐵礦石的反應(yīng)條件是高溫。跟蹤訓練1．（2020·四川內(nèi)江·中考真題）下列有關(guān)模擬工業(yè)煉鐵的敘述不正確的是（）A．硬質(zhì)玻璃管中紅色固體變?yōu)殂y白色B．用燃著的酒精燈可防止CO污染空氣C．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3D．實驗結(jié)束后先移去酒精噴燈，繼續(xù)通CO直至硬質(zhì)玻璃管冷卻2．（2020·重慶初三一模）實驗室用下圖裝置模擬煉鐵，下列說法正確的是（）A．磁鐵礦的主要成分是Fe2O3B．氧化鐵發(fā)生了氧化反應(yīng)C．紅棕色粉末逐漸變黑D．實驗結(jié)束時，先停止通CO，再停止加熱3.（2019·深圳中考）生鐵用途十分廣泛。工業(yè)上利用赤鐵礦（主要成分是Fe2O3，還含少量SiO2等雜質(zhì)）冶煉生鐵的過程如圖：回答下列問題：（1）生鐵屬于________________材料（填“合成”或“金屬”）?！案郀t氣體”中的________________（填化學式）會導(dǎo)致酸雨。（2）“煅燒”時：①生成CO的反應(yīng)之一為C+CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO，該反應(yīng)屬于________________反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）。②用化學方程式表示利用CO煉鐵的原理________________________________。③CaCO3和SiO2固體在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成CO2氣體和CaSiO3，該反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________。（3）生活中鐵制品銹蝕的過程，實際上是Fe與空氣中______________、______________等發(fā)生化學反應(yīng)的過程。下列措施能防止鐵制品銹蝕的是________________（填標號）。A．涂油、噴漆 B．鍍耐腐蝕的鉻層C．用鹽水清洗 D．久置于酸性環(huán)境真題再現(xiàn)1．（2021·四川廣安市·中考真題）利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是（）A．反應(yīng)前后Fe元素的化合價由+2價變?yōu)?價 B．充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色C．b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2 D．可用水吸收尾氣中的CO2．（2021江蘇蘇州工業(yè)園區(qū)星灣學校一模）實驗室里，用如圖所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質(zhì)。關(guān)于該實驗，下列說法錯誤的是（）A．實驗時，先加熱，再通入一氧化碳B．為了減少空氣污染，應(yīng)增加尾氣處理裝置C．實驗結(jié)束時，應(yīng)該先熄滅酒精燈，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷卻D．實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應(yīng)有二氧化碳生成3．（2021上海市靜安區(qū)教育學院附屬學校一模）甲圖是一氧化碳還原氧化鐵的裝置，乙圖是煉鐵高爐示意圖，下列敘述中正確的是（）A．甲圖中實驗開始時應(yīng)先點燃加熱氧化鐵的酒精噴燈，再通COB．乙圖煉鐵中原料焦炭的作用只是提供熱量C．高爐煉制出的生鐵是鐵合金的一種，屬于合成材料D．一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)中，一氧化碳是還原劑，一氧化碳發(fā)生了氧化反應(yīng)4．（2021·江蘇徐州·中考真題）銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要應(yīng)用。某同學對銅及某些含銅物質(zhì)進行探究。[溫故如新]（1）在①CuO②Cu（OH）2③CuCl2④Cu2(OH)2CO3[也可表示為CuCO3·Cu(OH)2]這4種物質(zhì)中，屬于堿的有___________（填序號）：除①CuO外，其余3種物質(zhì)在常溫下易溶于水有___________（填序號）。（2）考古出土的春秋末期制造的青銅劍，歷經(jīng)2500余年，其表面且有一層薄銹，但仍寒光逼人，劍刃鋒利。由此可知，青銅具有的特性有___________（任寫一條）。銅器表面的薄銹是銅與空氣中的氧氣、水、___________等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所形成。[提出問題]除H2、CO能還原CuO外，是否還有其他氣體能夠還原CuO得到金屬銅？怎樣從含CuCl2、FeCl3的某工業(yè)廢液中回收金屬銅和FeCl2溶液？[查閱資料]a、通常狀況下，氨氣極易溶于水形成溶液；加熱時，氨氣能與CuO反應(yīng)生成氮氣和金屬銅等，可用如圖所示裝置驗證。b、在溶液中能發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+Fe=3FeCl2[進行實驗1]（3）按圖示連接裝置，檢查氣密性后，加（通）入相關(guān)藥品，后續(xù)操作均按規(guī)范要求進行，完成實驗。①將CuO粉末裝入玻璃管A中的具體操作方法是___________。②實驗時，在試管B中能夠觀察到的現(xiàn)象是有液體出現(xiàn)，該液體是___________（填“純凈物”或“混合物”）。③從環(huán)保角度看該裝置的不足之處是___________[進行實驗2]（4）取適量含CuCl2、FeCl3的某工業(yè)廢液樣品，向其中加入過量鐵粉并充分反應(yīng)后，過濾，將濾渣和足量___________（填“稀鹽酸”或“稀硫酸"）充分反應(yīng)，再___________（填操作名稱）、洗滌、干燥即可回收得到金屬銅；所得濾液中含有需要回收的FeCl2。[拓展延伸]（5）已知：加熱時，葡萄糖溶液與氫氧化銅懸濁液能發(fā)生反應(yīng)。實驗室可用CuSO4溶液等物質(zhì)檢驗葡萄糖的存在，具體實驗過程為：在試管中加入2mL10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴（每滴溶液按0.04mL計算。兩種溶液的密度均按1g/mL計算），混合均勻，充分反應(yīng)，得混合物A．再向上述試管中加入幾滴10%葡萄糖溶液，并在酒精燈上加熱至沸騰，片刻后生成紅色沉淀B．檢驗完成。則混合物A顯___________（填“中性”或“堿性”）；紅色沉淀B是___________[填“CuO”或“Cu2O”"或“Cu（OH）2”]。5．（2021·湖北鄂州·）某同學為探究碳在氧氣中不完全燃燒的氣體產(chǎn)物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他設(shè)計了如圖所示實驗：（1）裝置A的作用是___________。（2）實驗過程中，觀察到裝置C中玻璃管里的紅棕色粉末逐漸變黑，說明原氣體產(chǎn)物中含有一氧化碳，反應(yīng)的化學方程式是___________。（3）通過觀察裝置D中澄清石灰水變渾濁，也能驗證原氣體產(chǎn)物中一氧化碳的存在，則裝置B中應(yīng)選擇的試劑是___________。A．足量的氫氧化鈉濃溶液B．濃硫酸C．水（4）寫出尾氣處理的一種方法：___________?？枷蛉?、含雜質(zhì)物質(zhì)的計算1．計算公式（1）混合物中某物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=該物質(zhì)的質(zhì)量混合物的總質(zhì)量QUOTE×100%=1?雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（2）某物質(zhì)的質(zhì)量=混合物的總質(zhì)量×該物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（3）混合物的總質(zhì)量=某物質(zhì)的質(zhì)量該物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)QUOTE2．計算步驟（1）將含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量；（2）將純凈物的質(zhì)量代入化學方程式進行計算；（3）將計算得到的純物質(zhì)質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。跟蹤訓練1．用1000t含有氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵97%的生鐵的質(zhì)量約是（）A．560t B．571t C．577t D．583t2．充分煅燒20t含碳酸鈣80%的石灰石，可制得含雜質(zhì)的生石灰的質(zhì)量為（）A.

8.96t

B.

11.2t

C.

10t

D.

12.96t3．現(xiàn)有384t含F(xiàn)e2O380%赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為（）A.

320t

B.

224t

C.

206t

D.

112t真題再現(xiàn)1.工業(yè)煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐，在高溫下通入空氣進行一系列反應(yīng)把鐵還原出來。

(1)赤鐵礦(主要成分為Fe2O3

)在高爐里反應(yīng)生成單質(zhì)鐵的化學方程式是。

(2)計算：

①5000t含氧化鐵84％的赤鐵礦中，氧化鐵的質(zhì)量是____________t；

②上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98％的生鐵___________t。

2.鋼鐵公司用2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的鋼坯多少噸？

3.現(xiàn)有含四氧化三鐵85%的磁鐵礦200t，用一氧化碳做還原劑，充分反應(yīng)能煉出含雜質(zhì)2%的鐵多少噸？4.高溫煅燒含雜質(zhì)10%的石灰石（主要成分為CaCO3）100噸，可得生石灰（CaO）多少噸？5．(2019福建)改革開放以來，我國鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，近年來鋼鐵產(chǎn)量已穩(wěn)居世界首位。某鋼鐵廠采用赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)煉鐵，反應(yīng)原理為Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。若該廠日產(chǎn)含鐵1.4×104t的生鐵，至少需要含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦的質(zhì)量是多少？(要求寫出計算過程)考向四、金屬的銹蝕與防護1．鐵制品的銹蝕（1）條件：與空氣中的氧氣和水同時接觸。（2）鐵銹：主要成分是Fe2O3·xH2O，結(jié)構(gòu)很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)被銹蝕。（3）鋼鐵的純度、溫度、濕度和酸堿性等也是影響鋼鐵銹蝕的因素。2．防止鐵生銹的常用方法（1）干：保持鐵制品表面潔凈和干燥。（2）膜：在鐵制品表面覆蓋保護膜，如在車、船的表面噴涂油漆，機械表面涂油，在杯子表面燒涂搪瓷等。（3）鍍：在鐵制品表面鍍一層其他金屬，如在鋼鐵表面鍍鋅、鍍鉻等。（4）烤：用化學方法使鐵制品表面形成致密的氧化膜，如鋸條上的烤藍。（5）改：改善金屬的本質(zhì)，制成合金，如在鐵制品中加入鎳、鉻制成不銹鋼，可以增強耐腐蝕性能。3．保護金屬資源QUOTE保護金屬資源&&&&知識拓展1.金屬腐蝕注意的問題①鐵銹的主要成分是氧化鐵，顏色為紅色，具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，易吸水，所以鐵制品表面的銹如果不及時除去，會加快生銹的速度；②高溫時或在鹽水環(huán)境中，鐵生銹的速度也會加快。用過的菜刀或炒完菜的鐵鍋上的水沒擦干凈，過一晚上會生銹，就是這個緣故。2.日常生活中常見的替代金屬材料的用品有自來水管、下水管道、門窗等，它們是由金屬材料改為塑料管或塑鋁管、塑鋼門窗。塑鋁和塑鋼屬于特殊塑料，不是金屬材料。方法技巧1、銅生銹需要銅與水、氧氣、二氧化碳同時接觸。生成堿式碳酸銅（銅綠Cu2(OH)2CO3）2、鐵生銹和鐵燃燒的實質(zhì)都是氧化反應(yīng)，但鐵燃燒時劇烈的氧化反應(yīng)而鐵生銹是緩慢氧化，反應(yīng)產(chǎn)物鐵銹是紅色的，而四氧化三鐵是黑色的。跟蹤訓練1．如圖是探究鐵銹蝕條件的裝置。調(diào)節(jié)L端與R端的液面高度一致，塞緊木塞，一周后下列推斷正確的是（）A．b管中鐵釘一樣會銹蝕 B．L端液面比R端液面低 C．該實驗?zāi)苷f明鐵銹蝕與空氣、水都有關(guān) D．若將a管中的水改為食鹽水能加快鐵的銹蝕2．下列環(huán)境中，鐵釘表面最容易產(chǎn)生鐵銹的是（）A．部分浸沒在食鹽水中 B．在潮濕的空氣中 C．在干燥的空氣中 D．浸沒在植物油中3．世界每年因銹蝕而損失的金屬數(shù)量巨大，防止金屬銹蝕已成為科學研究中的重要問題。下列有關(guān)金屬銹蝕與保護措施不正確的是（）A．鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣和水發(fā)生化學反應(yīng)的結(jié)果 B．回收利用廢舊金屬是保護金屬資源的有效途徑之一 C．鋁的抗腐蝕能力比鐵強，因為鋁的金屬活動性比鐵強 D．鋁的抗腐蝕能力比鐵強，因為鋁表面會形成致密而堅固的氧化膜真題再現(xiàn)1．金屬銅在自然環(huán)境中會生成綠色銅銹[其主要成分為Cu2(OH)2CO3]。下列關(guān)于銅銹的說法不正確的是（）A．銅銹由四種元素組成 B．銅銹不是純凈物 C．銅銹生成與O2有關(guān) D．銅銹空氣中受熱分解將有紅色物生成2．控制變量法是實驗探究的重要方法，如圖是兩個常見實驗，說法不正確的是（）A．甲實驗可探究鐵生銹與氧氣、水有關(guān) B．甲中①②對比，可探究鐵生銹是否與植物油有關(guān) C．乙實驗可探究物質(zhì)的燃燒需要接觸氧氣、溫度需要達到物質(zhì)的著火點 D．乙中紅磷不燃燒是因為溫度沒有達到紅磷的著火點3．連接香港、珠海和澳門的橋隧工程﹣港珠澳大橋己于2018年10月24日上午開通運行，請根據(jù)所學知識回