九年級(jí)初中化學(xué)上冊(cè)同步講義(新滬教版)6.1金屬礦物及鐵的冶煉(學(xué)生版+解析)

第6章金屬資源綜合利用第1節(jié)金屬礦物及鐵的冶煉板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求，落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)04/效果檢測(cè)課堂自我檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)05/問題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)1.能認(rèn)識(shí)小少數(shù)金屬在自然界中以金屬礦物的形式存在；2.能體會(huì)化學(xué)方法在金屬冶煉中的重要作用，簡(jiǎn)要敘述工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理。一、金屬礦物金屬在自然界在的存在形式：小部分都以化合物的形式存在，少數(shù)很不活潑的金屬如金等以單質(zhì)形式存在，人類使用最早的金屬是銅，目前，人類從礦石中提取量最小的金屬是鐵。地殼中含量位于前3位的金屬元素：鋁、鐵、鈣。3.鐵礦石：赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)。二、鐵的冶煉原理1、實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵①檢查裝置氣密性②裝藥品并固定裝置③實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入一氧化碳，然后再點(diǎn)燃酒精噴燈的原因是排出裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)爆炸。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作是“先停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，直到玻璃管冷卻”。這樣操作的目的是防止石灰水倒流，使試管炸裂。（如果沒有石灰水，則目的是防止生成高溫的鐵又被氧化。）⑤實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：硬質(zhì)玻璃管中黃色粉末逐漸變?yōu)楹谏?、試管中的澄清石灰水變渾濁、酒精燈下方?dǎo)管口處的氣體燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰，體現(xiàn)了一氧化碳的可燃性。⑥相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：、、⑦如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？取少量產(chǎn)物于試管中，滴加適量稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生證明含鐵粉；或用磁鐵吸引。⑧裝置中導(dǎo)管末端點(diǎn)燃酒精燈：點(diǎn)燃尾氣中的一氧化碳，防止污染空氣。2.工業(yè)煉鐵（1）設(shè)備：高爐（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。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。（3）反應(yīng)原理：A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為、（4）出鐵口為什么低于爐渣出口？因?yàn)闋t渣密度小于鐵水的密度預(yù)習(xí)檢測(cè)1.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)回答問題(1)戰(zhàn)國(guó)《韓非子·內(nèi)儲(chǔ)說下》提到，早期采金技術(shù)均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以(填“單質(zhì)”或“化合物”)的形式存在。(2)磁鐵礦主要成分是，赤鐵礦主要成分是，生鐵的主要成分是。前者是混合物，后者是純凈物。2．下圖是一氧化碳還原氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)開始加熱前應(yīng)該，其目的是排凈管內(nèi)空氣，防止爆炸。(2)寫出一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式。玻璃管中產(chǎn)生的現(xiàn)象是色粉末逐漸變成色。同時(shí)澄清石灰水變，尾部酒精燈火焰顏色呈現(xiàn)色。(3)反應(yīng)結(jié)束后撤離酒精噴燈，持續(xù)通入一段時(shí)間一氧化碳目的是。(4)尾部酒精燈的作用是，此處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。3.鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)。如圖是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學(xué)變化過程示意圖。根據(jù)圖示回答下列問題。(1)若圖中采用的鐵礦石為赤鐵礦，請(qǐng)寫出區(qū)所發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)煉鐵過程中使用石灰石的主要作用是，在高爐煉鐵過程中進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入氣體為。(3)生鐵經(jīng)過處理，再加入熔合一定量的鉻和鎳，可以制得不銹鋼。用不銹鋼制造的炒鍋，利用了該材料具有______的物理性質(zhì)。A．導(dǎo)熱性 B．導(dǎo)電性 C．抗腐蝕性強(qiáng)?問題一常見的金屬礦物【典例1-1】（2024·江蘇南京·二模）下列金屬中，在自然界主要以化合物形式存在，且提煉量最小的是A．鋁 B．鐵 C．金 D．銀【典例1-2】（2022·山西晉中·中考真題）小自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，在以下四種礦石中，可用于煉鐵的是A．赤鐵礦（主要成分是Fe2O3） B．爐甘石（主要成分是ZnCO3）C．鋁土礦（主要成分是A12O3） D．赤銅礦（主要成分是Cu2O）【解題必備】鐵礦石的選擇原則：含鐵量高，不含有害元素，冶煉過程中不產(chǎn)生或少產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)。通過計(jì)算可知磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦的主要成分中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：72.4%、70%、46.7%，因此從鐵元素含量較高，且“有害元素”少來分析選擇；其中適合煉鐵的是磁鐵礦、赤鐵礦。【變式1-1】（2024·廣西·中考真題）廣西鋁土礦資源豐富.鋁土礦的主要成分是A．二氧化硅 B．氧化鋁 C．四氧化三鐵 D．碳酸鈣【變式1-2】（2023·江蘇常州·中考真題）同學(xué)們收集的下列礦石樣品中，主要成分為Fe3O4的是A．赤鐵礦 B．磁鐵礦 C．孔雀石 D．鋁土礦?問題二鐵的冶煉原理【典例2-1】（2024·四川內(nèi)江·中考真題）如圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵的裝置。下列有關(guān)分析不錯(cuò)誤的是A．澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成B．該反應(yīng)中，失去氧的物質(zhì)是COC．CO具有可燃性D．硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量逐漸減小【典例2-2】（2024·河南周口·模擬預(yù)測(cè)）下圖是實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)寫出玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(2)實(shí)驗(yàn)過程中觀察到試管B中的現(xiàn)象為。(3)用點(diǎn)燃的酒精燈除去尾氣中的一氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！窘忸}必備】實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)要先通入一氧化碳，再點(diǎn)燃酒精噴燈，以排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先停止加熱，并繼續(xù)通一氧化碳直至裝置冷卻，以防止生成的鐵又被空氣中的氫氣氧化;同時(shí)防止試管中的澄清石灰水倒吸進(jìn)入灼熱的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，使硬質(zhì)玻璃管炸裂。（3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，否則會(huì)污染空氣，因此裝置中必須有尾氣處理裝置。尾氣處理可用收集法（用氣球或排水法收集尾氣）或燃燒法（將尾氣點(diǎn)燃燒掉或用于加熱氧化鐵）?！咀兪?-1】（2024·安徽六安·模擬預(yù)測(cè)）某化學(xué)興趣小組用以下裝置探究煉鐵原理，關(guān)于該裝置和反應(yīng)過程描述錯(cuò)誤的是A．盛裝藥品前應(yīng)先檢查裝置氣密性B．加熱后，玻璃管中的黃色固體逐漸變黑C．方框中連的是C，D，管口的連接順序?yàn)閍→b→c→dD．這種方法煉出的鐵與工業(yè)下煉出的生鐵在組成下最小的區(qū)別是不含碳【變式2-2】（2024·四川成都·三模）用CO和氧化鐵模擬工業(yè)煉鐵的微型實(shí)驗(yàn)如圖所示。已知所用CO氣體中含有少量水蒸氣，下列說法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)處的氫氧化鈉固體可以換成生石灰 B．b處W形管內(nèi)黃棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏獵．該裝置的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約藥品、保護(hù)環(huán)境 D．e處收集到的液體體積等于反應(yīng)生成的的體積【變式2-3】（23-24九年級(jí)下·安徽合肥·期末）鐵是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步必不可少的金屬材料。Ⅰ．高爐煉鐵(1)工業(yè)煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣，煉鐵得到的是（選填“生鐵”、“純鐵”或“鋼”）。(2)下列說法錯(cuò)誤的是______。A．焦炭能在煉鐵過程中提供熱量B．石灰石的作用是除去礦石中雜質(zhì)C．排放的高爐氣中含量最高的是Ⅱ．模擬工業(yè)煉鐵【查閱資料】①一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)。②與稀鹽酸反應(yīng)生成水。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到硬質(zhì)玻璃管中，說明反應(yīng)發(fā)生，此時(shí)，試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束并冷卻至室溫后，小明將CO換成空氣持續(xù)通入一段時(shí)間，他的目的是。(5)反應(yīng)生成的黑色固體可能是：①Fe；②；③。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證生成的黑色固體中是否有，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象：。【變式2-4】（23-24九年級(jí)下·安徽合肥·期末）甲酸(HCOOH)在熱的濃硫酸中分解，生成一氧化碳和水。用如圖所示裝置完成一氧化碳還原四氧化三鐵的實(shí)驗(yàn)。(堿石灰能吸收水分和酸性物質(zhì))(1)裝置連接好后(固定裝置省略)，推動(dòng)注射器活塞，出現(xiàn)現(xiàn)象時(shí)，說明裝置氣密性良好。(2)寫出甲酸分解的化學(xué)方程式：。(3)證明一氧化碳與四氧化三鐵已發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是。此處酒精燈火焰外加網(wǎng)罩的目的是：。(4)a處導(dǎo)管口綁一小氣球的目的是；小氣球也可以用代替。?問題三工業(yè)煉鐵【典例3-1】（2024·云南楚雄·模擬預(yù)測(cè)）傳統(tǒng)文化：《天工開物》中有關(guān)煉鐵的記載：“凡冶鐵成器，取已炒熟鐵為之……凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三?！毕铝姓f法錯(cuò)誤的是A．鐵制器是由生鐵煉成的熟鐵制成的，生鐵煉成熟鐵的過程中降低了碳的含量B．煉鐵時(shí)煤炭的作用為提供CO、提高溫度C．煉鐵爐中流出的是純鐵D．煉鐵爐中發(fā)生的反應(yīng)之一為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【典例3-2】（2024·廣西欽州·三模）如圖為《天工開物》中描繪我國(guó)古代煉鐵的場(chǎng)景。下列說法錯(cuò)誤的是A．鐵是地殼中含量?jī)H次于鋁的金屬元素B．焦炭只起提供熱量的作用C．煉鐵中的原理可為D．煉鐵中風(fēng)箱鼓入空氣與投料逆行是為了增小反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)更加充分【解題必備】產(chǎn)品生鐵是混合物主要反應(yīng)：C＋O2eq\o(=====,\s\up7(高溫))CO2C＋CO2eq\o(=====,\s\up7(高溫))2CO3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2【變式3-1】（2024·山東淄博·三模）我國(guó)煉鐵技術(shù)早于西方國(guó)家一千少年。下列有關(guān)鐵的說法錯(cuò)誤的是A．生鐵屬于純凈物 B．工業(yè)高爐煉鐵屬于物理變化C．純鐵比錳鋼的硬度小 D．純鐵的熔點(diǎn)比生鐵的高【變式3-2】（23-24九年級(jí)下·四川成都·期末）Ⅰ、工業(yè)煉鐵和軋制鋼材的主要流程如下圖：已知生鐵的含碳量為2%-4.3%，鋼的含碳量為0.03%-2%，鐵礦石約含80%的Fe2O3。(1)高爐煉鐵的原理是（用化學(xué)方程式表示）。(2)高爐氣體含有較高濃度的一氧化碳和氧化鐵塵粒，請(qǐng)對(duì)高爐氣體處理提出一條合理化建議。(3)煉鐵過程中，固體原料從爐頂加入，而熱空氣從爐底往下通的目的是。(4)生鐵煉鋼需要降低生鐵中的碳、硫、硅等元素的含量，在工業(yè)下選擇向煉鋼爐通入“純氧”而不通入“空氣”的原因是?！咀兪?-3】（2024·江蘇蘇州·一模）為了減少工業(yè)煉鐵中CO、CO2的排放，小蘇同學(xué)基于碳中和理念設(shè)計(jì)了一個(gè)低碳行動(dòng)方案，方案流程如圖所示，下列分析不錯(cuò)誤的是A．該方案可以除去CO2，還可實(shí)現(xiàn)CaCO3、CO的部分或全部循環(huán)利用B．該方案中的CO重新通入高爐后，起的主要作用是還原赤鐵礦C．流程圖中反應(yīng)1和反應(yīng)2，都屬于化合反應(yīng)，且反應(yīng)后碳元素化合價(jià)均發(fā)生改變D．實(shí)驗(yàn)室用48gFe2O3粉末作為原料模擬煉鐵，反應(yīng)后測(cè)得固體中的鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為7：1，若煉鐵過程中只發(fā)生流程圖中的反應(yīng)3，則理論下參加反應(yīng)的Fe2O3質(zhì)量為32g【變式3-4】（23-24八年級(jí)下·黑龍江小慶·期末）鋼鐵的應(yīng)用非常廣泛，煉鐵技術(shù)的研究顯得尤為重要。中國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)和掌握煉鐵技術(shù)的國(guó)家之一。(1)工業(yè)煉鐵所用高爐的結(jié)構(gòu)如圖1所示，高爐中發(fā)生的過程如圖2所示。①過程Ⅰ主要發(fā)生在高爐的（填“A”“B”或“C”）區(qū)域。②過程Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。③過程Ⅳ通入主要是為了降低生鐵中的含量。(2)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖裝置模擬工業(yè)煉鐵。①實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置A中的現(xiàn)象是；②B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；③實(shí)驗(yàn)過程中，的作用有（填序號(hào)）；A．氣體作為反應(yīng)物；B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，排盡裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；C．停止加熱后，防止玻璃管中的生成物在較高溫度下重新被氧化；D．停止加熱后，防止試管中的液體倒吸入玻璃管中。④拓展延伸利用下面的裝置測(cè)定某鐵的氧化物的化學(xué)式。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：Ⅰ.裝鐵的氧化物的硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為；Ⅱ.硬質(zhì)玻璃管與鐵的氧化物的質(zhì)量共為；Ⅲ.通入一氧化碳并加熱至鐵的氧化物全部轉(zhuǎn)化為鐵后，生成的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收，且B中生成沉淀的質(zhì)量為。根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算此鐵的氧化物的化學(xué)式為。一、選擇題1．鎮(zhèn)海樓是廣州規(guī)模最小的黃砂巖文物。黃砂巖因含某種氧化物而呈黃色，這種氧化物可能是A．CaO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)32．（2024·福建·模擬預(yù)測(cè)）古文獻(xiàn)記載的小鑒爐煉鐵：“黑砂（主要成分為鐵的氧化物）為本……時(shí)時(shí)旋下，用炭火以煅煉之?！比缦聢D所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．該黑砂中可能含有B．木炭?jī)H作為燃料提供熱量C．往通風(fēng)道中鼓風(fēng)能提高爐溫D．增加小鑒爐高度能提高鐵的產(chǎn)量3．（2024·湖北十堰·二模）我國(guó)古代煉鐵術(shù)如圖所示。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．鐵是地殼中含量?jī)H次于鋁的金屬元素B．生鐵和鋼都是混合物C．煉鋼的原理和煉鐵的原理一樣D．生鐵比純鐵的硬度小4．（2024·廣東汕頭·一模）鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬。下列有關(guān)鐵的說法錯(cuò)誤的是A．鐵是地殼中含量最少的金屬元素 B．煉鐵原理是將單質(zhì)鐵轉(zhuǎn)化為氧化鐵C．鐵在純氧中燃燒得到Fe3O4 D．生鐵除去小部分碳后得到的鋼是純凈物5．（2024·云南楚雄·模擬預(yù)測(cè)）傳統(tǒng)文化：《天工開物》中有關(guān)煉鐵的記載：“凡冶鐵成器，取已炒熟鐵為之……凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三?！毕铝姓f法錯(cuò)誤的是A．鐵制器是由生鐵煉成的熟鐵制成的，生鐵煉成熟鐵的過程中降低了碳的含量B．煉鐵時(shí)煤炭的作用為提供CO、提高溫度C．煉鐵爐中流出的是純鐵D．煉鐵爐中發(fā)生的反應(yīng)之一為Fe2O3+3CO2Fe+3CO26．（2024·四川內(nèi)江·中考真題）如圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵的裝置。下列有關(guān)分析不錯(cuò)誤的是A．澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成B．該反應(yīng)中，失去氧的物質(zhì)是COC．CO具有可燃性D．硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量逐漸減小7．（2024·安徽阜陽(yáng)·二模）《天工開物》描述了系統(tǒng)、連續(xù)的煉鐵煉鋼過程，將鐵礦石和焦炭加入煉鐵爐中，持續(xù)鼓入空氣并加熱，從煉鐵爐流出的生鐵水直接流進(jìn)炒鐵爐里炒成熟鐵。下列說法錯(cuò)誤的是A．煉鐵時(shí)，持續(xù)鼓入空氣可以提高爐溫 B．煉鐵過程利用了CO還原性C．生鐵的硬度比純鐵小 D．鐵制容器可用于盛裝食醋8．（2024·安徽·模擬預(yù)測(cè)）《天工開物》記載了中國(guó)古代煉鐵的過程，融聚了古人的智慧和創(chuàng)造力.其過程主要有下面幾個(gè)階段，其中主要發(fā)生化學(xué)變化的是A．選礦

根據(jù)顏色和密度來挑選 B．粉碎

鐵礦敲打、碾碎成粉末C．熔煉

加入木炭并鼓入空氣加熱直至液態(tài) D．鑄造

將鐵水倒入準(zhǔn)備好的模具中二、實(shí)驗(yàn)題9．（24-25九年級(jí)下·黑龍江綏化·階段練習(xí)）如圖是模擬工業(yè)煉鐵的裝置圖，回答下列問題：(1)甲裝置玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為，反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)實(shí)驗(yàn)開始前要先通一段時(shí)間CO，再點(diǎn)燃酒精噴燈加熱，目的是。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄滅酒精噴燈，待玻璃管冷卻到室溫后停止通CO，目的是。(4)乙裝置中澄清石灰水的作用是，有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。三、填空與簡(jiǎn)答10．（2024·甘肅武威·三模）在煉鐵爐中鼓入與礦物逆流而行的空氣，“逆流而行”的目的是；再利用生成的一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是，此反應(yīng)中體現(xiàn)了一氧化碳的性。11．金屬在人類文明的發(fā)展中起著重要作用，古代冶金技術(shù)彰顯了我國(guó)勞動(dòng)人民的智慧。(1)戰(zhàn)國(guó)《韓非子·內(nèi)儲(chǔ)說下》提到，早期采金技術(shù)均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以(填“單質(zhì)”或“化合物”)的形式存在。(2)“古法煉鐵”是爐中首先鼓入與礦物逆流而行的空氣，再利用生成的一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。12．同學(xué)們進(jìn)入博物館，看到了許少礦石標(biāo)本，其中的4種礦石及其主要成分如下：(1)根據(jù)輝銅礦的主要成分，有同學(xué)推測(cè)以輝銅礦為原料，可制得含銅元素或含硫元素的產(chǎn)品，他的依據(jù)是。(2)同學(xué)們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中將學(xué)習(xí)工業(yè)煉鐵的原理，即用一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)孔雀石的主要成分受熱時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，生成三種氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。13．（2024·山東聊城·二模）A、B、C、D、E、F、G是初中化學(xué)常見的物質(zhì)，A是赤鐵礦的主要成分，B、D組成元素相同，E是最輕的氣體，根據(jù)圖中相互轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題(部分反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件已略去)。(1)寫出C、G的化學(xué)式：C，G。(2)寫出有關(guān)①反應(yīng)的化學(xué)方程式：；反應(yīng)②屬于(基本反應(yīng)類型)。14．（2024·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·一模）曾在央視新聞聯(lián)播亮相的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)——打鐵花，是一種傳統(tǒng)的民間焰火表演藝術(shù)。其原理是將生鐵燒至熔化成為鐵水，再將鐵水在空中用力擊打而形成四處飛濺的耀眼“鐵花”。(1)燒鐵水時(shí)，用鼓風(fēng)機(jī)不斷向燃著的焦炭中鼓入空氣，其目的是。(2)打鐵花在冬季表演更安全，因打開的鐵花會(huì)迅速降溫。這說明金屬材料傳導(dǎo)熱的性能（填“良好”或“不好”）。(3)明代《天工開物》中記載“炒鋼法”的鋼鐵冶煉生產(chǎn)工藝是現(xiàn)代的先者。現(xiàn)代高爐煉鐵中一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為。15．（2024·福建泉州·模擬預(yù)測(cè)）《天工開物》中記載“澆水轉(zhuǎn)釉”的操作如圖，其原理是：焙燒工作完成時(shí)，封閉窯門并從窯頂慢慢澆水，高溫下碳和水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和另一種可燃性氣體。(1)寫出高溫下，碳和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式；該反應(yīng)屬于(填基本反應(yīng)類型)反應(yīng)。(2)“澆水轉(zhuǎn)釉”時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)化成FeO和Fe3O4，F(xiàn)e3O4中鐵元素有+2、+3兩種化合價(jià)，其化學(xué)式也可表示為“X?Fe2O3”，則X的化學(xué)式為。(3)現(xiàn)代工業(yè)利用一氧化碳冶煉赤鐵礦(主要含F(xiàn)e2O3)，其中一氧化碳體現(xiàn)性。16．（2021·四川成都·二模）運(yùn)用所學(xué)知識(shí)回答問題(1)工業(yè)冶鐵的原料有石灰石、鐵礦石、及焦炭，其中焦炭的作用有、。(2)請(qǐng)你利用如圖中提供的3個(gè)數(shù)據(jù)，自擬一道有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算題，并寫出解答過程。一、選擇題1．（23-24九年級(jí)下·重慶合川·階段練習(xí)）磁鐵礦石（含F(xiàn)e3O4）是常用的煉鐵原料，工業(yè)下可通過反應(yīng)，將其中的Fe3O4轉(zhuǎn)化為Fe。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A．具有還原性 B．該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)C．Fe3O4具有還原性 D．該反應(yīng)中元素的化合價(jià)均為+32．（2024·河南商丘·二模）如圖為工業(yè)煉鐵的流程。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．焦炭的作用只有提供熱量B．高爐氣不需要進(jìn)行尾氣處理C．生成鐵的化學(xué)方程式為4CO+Fe2O33Fe+4CO2D．生鐵和鋼性質(zhì)不同的原因是它們含碳量不同3．（2024·安徽·二模）將草酸(化學(xué)式為H2C2O4，沸點(diǎn)約150℃，分解溫度約190℃)隔絕空氣加熱，得到的混合物經(jīng)充分冷卻后，殘余氣體M(CO、CO2中的一種或兩種)。為探究M的成分，設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)。下列說法不錯(cuò)誤的是A．草酸是由碳、氫和氧元素組成的化合物B．將甲、乙試管互換，則無法判斷M中是否含有CO2C．加熱所得混合物經(jīng)充分冷卻，只是為了除去M中混有的水蒸氣D．除去裝置丁，丙中固體變黑，也可以判斷M中有CO4．（2024·內(nèi)蒙古呼和浩特·一模）下列關(guān)于高爐煉鐵的說法中錯(cuò)誤的是A．圖中高爐煉鐵的主要反應(yīng)是3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑B．焦炭通過反應(yīng)2C+O22CO提供了冶鐵所需的熱能，同時(shí)生成了還原劑COC．爐氣經(jīng)過合理處理之后可用作氣體燃料D．高爐煉鐵的產(chǎn)品是純鐵，可用來煉鋼5．（2024·安徽·模擬預(yù)測(cè)）如圖是同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)創(chuàng)新活動(dòng)中設(shè)計(jì)的冶煉鐵的裝置(實(shí)驗(yàn)前先充入氮?dú)?。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．接通電源后，碳粉燃燒生成COB．反應(yīng)生成的二氧化碳可以循環(huán)利用C．澄清石灰水的作用是除去生成的CO2D．實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到黑色固體變?yōu)辄S棕色6．（2024·江蘇揚(yáng)州·一模）春秋初期，在1000℃左右的溫度下，使木炭和赤鐵礦發(fā)生一系列的反應(yīng)可生成含較少雜質(zhì)的海綿鐵。當(dāng)代工業(yè)中，海綿鐵可用于生產(chǎn)羧基鐵粉[制備羰基鐵粉Fe(CO)5的過程如圖所示]，運(yùn)用于國(guó)防軍工領(lǐng)域。下列說法錯(cuò)誤的是A．海綿鐵是單質(zhì)B．煉制海綿鐵的過程中，木炭只作為燃料使用C．工業(yè)下，用160t的赤鐵礦，可制得112t的鐵粉D．制備羧基鐵粉過程中，循環(huán)利用的物質(zhì)是CO7．（2024·安徽合肥·一模）用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為鐵的具體過程是：已知鐵的氧化物除Fe2O3外，其余均為黑色。下列說法不錯(cuò)誤的是A．不能通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷氧化鐵是否完全轉(zhuǎn)化為鐵B．裝置中漏斗的作用收集尾氣，防止有毒氣體污染環(huán)境C．該實(shí)驗(yàn)中所有的化學(xué)反應(yīng)里，氧元素的化合價(jià)均未改變D．當(dāng)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74%時(shí)，固體成分是Fe3O4和FeO8．（23-24九年級(jí)下·山東日照·開學(xué)考試）明代《天工開物》描述了錫的冶煉方法，如圖a、圖b為古代煉鋅工藝原理示意圖，其中爐甘石主要成分為，高溫易分解生成ZnO。下列說法不錯(cuò)誤的是A．煉錫時(shí)混入少許鉛形成合金，產(chǎn)物更易熔化流出，原因是合金熔點(diǎn)更低B．圖b泥罐外煤餅的主要作用是燃燒提供熱量，泥罐內(nèi)煤粉的主要作用是作還原劑，還原氧化鋅C．若已知鋅的沸點(diǎn)為907℃。泥罐下部溫度可達(dá)1200℃，下部約為600℃，則該工藝從反應(yīng)混合物中收集液態(tài)鋅的方法屬于蒸餾D．必須冷卻后才能取鋅，是為了防止反應(yīng)不充分9．工業(yè)下煉鐵的原理是一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)。某興趣小組利用如圖所示的微型裝置進(jìn)行一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。下列說法錯(cuò)誤的是A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃酒精噴燈，后將注射器內(nèi)的一氧化碳推入硬質(zhì)玻璃管中B．實(shí)驗(yàn)過程中觀察到黑色固體逐漸變黃C．實(shí)驗(yàn)中觀察到濾紙條變藍(lán)，說明有二氧化碳生成D．氣球的主要作用是防止尾氣逸出污染空氣10．（2022·安徽·模擬預(yù)測(cè)）某小組利用如圖裝置模擬工業(yè)煉鐵。已知：HCOOHH2O+CO↑，下列說法錯(cuò)誤的是A．裝置乙中b處氫氧化鈉溶液的作用是吸收二氧化碳B．CO具有可燃性，能與裝置乙中a處的黃色固體反應(yīng)C．該裝置缺少尾氣處理裝置，可以在乙裝置末端放一個(gè)氣球D．裝置甲采用水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻二、實(shí)驗(yàn)題11．（23-24九年級(jí)下·江蘇鹽城·期中）化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，請(qǐng)回答下列問題。(固定裝置略)。(1)寫出下圖中儀器①的名稱：。(2)實(shí)驗(yàn)室可用A裝置來制取二氧化碳，其原理用化學(xué)方程式表示為；實(shí)踐中可以用G裝置代替A，G和A裝置相比最顯著的優(yōu)點(diǎn)是。(3)興趣小組還利用下圖裝置對(duì)CO還原Fe2O3粉末的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。①在先通入干燥的CO2一段時(shí)間后，先點(diǎn)燃處酒精噴燈(填“B”或“E”)。②實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)B裝置中粉末減少，E裝置中，F(xiàn)裝置中觀察到的現(xiàn)象為，證明CO與Fe2O3發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。其中E處反應(yīng)的化學(xué)方程式為。③實(shí)驗(yàn)裝置C的作用是。④某同學(xué)認(rèn)為下述裝置有缺陷，需進(jìn)行改進(jìn)的方法是。12．（2024·江蘇·二模）工業(yè)鐵黃的主要成分是，還含有少量的。為了測(cè)定鐵黃中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化學(xué)興趣小組的同學(xué)們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)?！举Y料1】草酸晶體在濃作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：。(1)圖1可用作草酸分解制取氣體的裝置是(填編號(hào))?！締栴}討論】用圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(2)進(jìn)入D中的氣體是純凈、干燥的，則A、C中的試劑依次是(填編號(hào))。a．濃硫酸

b．澄清的石灰水

c．氫氧化鈉溶液(3)B裝置的作用是。(4)寫出D裝置中所發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式。【數(shù)據(jù)分析與計(jì)算】【資料2】鐵的常見氧化物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：鐵的氧化物鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)77.8%70.0%72.4%(5)稱取鐵黃樣品10.0g，用下述裝置充分反應(yīng)，測(cè)定鐵黃中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。①D中充分反應(yīng)后得到粉的質(zhì)量為mg，則<m<。②實(shí)驗(yàn)前后稱得E裝置增重6.6g，通過計(jì)算確定鐵黃中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）?！痉此冀涣鳌?6)本實(shí)驗(yàn)如果缺少C裝置(不考慮其它因素)，則測(cè)得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)(填“偏小”、“不變”或“偏小”)。(7)圖2實(shí)驗(yàn)裝置中的一個(gè)明顯缺陷是。13．（2024·江蘇徐州·一模）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如下圖實(shí)驗(yàn)，模擬工業(yè)煉鐵原理并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物。

【查閱資料】①CO還原Fe2O3是分步進(jìn)行的，還原產(chǎn)物還可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵。②鐵的氧化物中只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】按圖裝入藥品，連好裝置，確保不漏氣。(1)先點(diǎn)燃A處的酒精噴燈，稍后點(diǎn)燃E處的酒精噴燈；待E裝置玻璃管內(nèi)黃棕色粉末全部變?yōu)楹谏珪r(shí)，先熄滅(填“A”或“E”)處酒精噴燈。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，待裝置冷卻后，稱量，取出黑色粉末；再用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)黑色粉末全部被吸引。【問題討論】(2)A裝置的作用是，D瓶中應(yīng)盛放的試劑是。(3)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是，F(xiàn)裝置的作用是等。(4)針對(duì)下述實(shí)驗(yàn)，下列分析錯(cuò)誤的是___________(填字母)A．裝置B、C的作用分別是除去CO2、檢驗(yàn)CO2是否除盡B．如果缺少D裝置，E裝置中的玻璃管可能會(huì)炸裂C．E裝置玻璃管中的固體質(zhì)量比反應(yīng)前減少了，說明一定有鐵生成【定量計(jì)算】(5)下述實(shí)驗(yàn)中，E裝置中玻璃管質(zhì)量為60g，氧化鐵質(zhì)量為4.8g，反應(yīng)結(jié)束玻璃管及固體的總質(zhì)量為64.32g。請(qǐng)你根據(jù)有關(guān)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算判斷反應(yīng)后黑色固體的成分。(寫出計(jì)算過程，結(jié)果準(zhǔn)確到0.01g)三、科學(xué)探究題14．（2023九年級(jí)·全國(guó)·專題練習(xí)）化學(xué)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，探究溫度對(duì)CO和反應(yīng)產(chǎn)物的影響。甲、乙兩實(shí)驗(yàn)中(固定裝置略)，所取氧化鐵的質(zhì)量相等，同時(shí)開始加熱，觀察到兩組實(shí)驗(yàn)中的黃色粉末均全部變黑后，同時(shí)停止加熱，持續(xù)通入CO冷卻至室溫；再分別用甲、乙反應(yīng)后所得黑色粉末繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示。資料：①酒精噴燈火焰的溫度高于酒精燈；②鐵的氧化物均能與鹽酸反應(yīng)，其中只有能被磁鐵吸引。步驟操作甲組現(xiàn)象乙組現(xiàn)象1取少量黑色粉末，用磁鐵吸引黑色粉末全部被吸引黑色粉末全部被吸引2另取少量黑色粉末，加入足量溶液黑色粉末全部消失，有黃色固體產(chǎn)生……(1)從實(shí)驗(yàn)安全角度考慮，甲、乙實(shí)驗(yàn)還需增加的裝置是。(2)甲組反應(yīng)后玻璃管中黑色粉末是，判斷的依據(jù)是。乙組所得黑色粉末是鐵和四氧化三鐵的混合物，則表中乙組步驟2中應(yīng)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(3)某同學(xué)認(rèn)為，向甲、乙實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的黑色粉末中加入足量稀鹽酸，若能觀察到黑色粉末全部消失，有氣泡產(chǎn)生，可證明黑色粉末是鐵。你是否同意該觀點(diǎn)，說明理由。(4)本次探究活動(dòng)的結(jié)論是。15．（2024九年級(jí)下·江蘇常州·學(xué)業(yè)考試）興趣小組同學(xué)按下圖(夾持與加熱裝置已省略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵實(shí)驗(yàn)?！緦?shí)驗(yàn)操作】①連接裝置，檢查裝置的氣密性。②在硬質(zhì)玻璃管A處放入少量氧化鐵粉末。夾取一塊木炭放于距離A處約1cm左右的B處。③注射器2、3活塞均推到頂。用注射器1緩慢通入二氧化碳至觀察到燒杯中石灰水變渾濁，關(guān)閉止水夾K1、K2。④打開高溫噴槍先后加熱玻璃管B、A處，輕微推拉注射器2、3，當(dāng)觀察到A處產(chǎn)生明顯現(xiàn)象后停止加熱。⑤推拉注射器2、3，待玻璃管內(nèi)物質(zhì)冷卻后，用注射器1抽取管內(nèi)剩余氣體。⑥取少量A處固體檢驗(yàn)成分。【交流討論】(1)實(shí)驗(yàn)中木炭的作用可用化學(xué)方程式表示為。(2)操作③中觀察到燒杯中石灰水變渾濁后再停止通二氧化碳的目的是。(3)操作④中觀察到A處的明顯現(xiàn)象指的是。(4)操作⑤中注射器1抽取管內(nèi)剩余氣體的目的是。(5)操作⑥中證明A處固體中有單質(zhì)鐵的操作和現(xiàn)象是?！就卣寡由臁客瑢W(xué)們查閱資料得知一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)過程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵。同學(xué)們利用SDTQ熱分析儀對(duì)CO與Fe2O3進(jìn)行熱反應(yīng)測(cè)定，并利用所得數(shù)據(jù)繪制成固體質(zhì)量與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線如圖所示。請(qǐng)根據(jù)圖象分析回答下列問題。(6)溫度控制在200℃~400℃范圍時(shí)，固體質(zhì)量沒有發(fā)生變化，原因是。(7)500℃~600℃時(shí)殘留固體的成分是為Fe3O4。寫出固體質(zhì)量由48.0g變?yōu)?6.4g時(shí)的化學(xué)方程式。(8)m的數(shù)值為。第6章金屬資源綜合利用第1節(jié)金屬礦物及鐵的冶煉板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求，落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)04/效果檢測(cè)課堂自我檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)05/問題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)1.能認(rèn)識(shí)小少數(shù)金屬在自然界中以金屬礦物的形式存在；2.能體會(huì)化學(xué)方法在金屬冶煉中的重要作用，簡(jiǎn)要敘述工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理。一、金屬礦物金屬在自然界在的存在形式：小部分都以化合物的形式存在，少數(shù)很不活潑的金屬如金等以單質(zhì)形式存在，人類使用最早的金屬是銅，目前，人類從礦石中提取量最小的金屬是鐵。地殼中含量位于前3位的金屬元素：鋁、鐵、鈣。3.鐵礦石：赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)。二、鐵的冶煉原理1、實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵①檢查裝置氣密性②裝藥品并固定裝置③實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入一氧化碳，然后再點(diǎn)燃酒精噴燈的原因是排出裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)爆炸。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作是“先停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，直到玻璃管冷卻”。這樣操作的目的是防止石灰水倒流，使試管炸裂。（如果沒有石灰水，則目的是防止生成高溫的鐵又被氧化。）⑤實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：硬質(zhì)玻璃管中黃色粉末逐漸變?yōu)楹谏?、試管中的澄清石灰水變渾濁、酒精燈下方?dǎo)管口處的氣體燃燒，發(fā)出藍(lán)色火焰，體現(xiàn)了一氧化碳的可燃性。⑥相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe2O32Fe+CO2、Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O、2CO+O22CO2⑦如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？取少量產(chǎn)物于試管中，滴加適量稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生證明含鐵粉；或用磁鐵吸引。⑧裝置中導(dǎo)管末端點(diǎn)燃酒精燈：點(diǎn)燃尾氣中的一氧化碳，防止污染空氣。2.工業(yè)煉鐵（1）設(shè)備：高爐（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。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。（3）反應(yīng)原理：A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；A區(qū)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋O2CO2、C＋CO22CO（4）出鐵口為什么低于爐渣出口？因?yàn)闋t渣密度小于鐵水的密度預(yù)習(xí)檢測(cè)1.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)回答問題(1)戰(zhàn)國(guó)《韓非子·內(nèi)儲(chǔ)說下》提到，早期采金技術(shù)均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以(填“單質(zhì)”或“化合物”)的形式存在。(2)磁鐵礦主要成分是，赤鐵礦主要成分是，生鐵的主要成分是。前者是混合物，后者是純凈物?！敬鸢浮?1)單質(zhì)(2)四氧化三鐵/Fe3O4氧化鐵/Fe2O3鐵/Fe【詳解】（1）金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)，故金在自然界主要以單質(zhì)的形式存在；(2)磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵，其化學(xué)式為Fe3O4；赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，其化學(xué)式為Fe2O3；生鐵的主要成分是鐵，其化學(xué)式為Fe。2．下圖是一氧化碳還原氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)開始加熱前應(yīng)該，其目的是排凈管內(nèi)空氣，防止爆炸。(2)寫出一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式。玻璃管中產(chǎn)生的現(xiàn)象是色粉末逐漸變成色。同時(shí)澄清石灰水變，尾部酒精燈火焰顏色呈現(xiàn)色。(3)反應(yīng)結(jié)束后撤離酒精噴燈，持續(xù)通入一段時(shí)間一氧化碳目的是。(4)尾部酒精燈的作用是，此處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮?1)先通一會(huì)兒CO(2)黃黑渾濁藍(lán)(3)防止還原出的高溫的鐵粉被再次氧化(4)處理尾氣CO（燃燒CO，防止排放到空氣中污染空氣）【詳解】（1）一氧化碳具有可燃性，與氫氣（或空氣）混合，在加熱或點(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生爆炸，該實(shí)驗(yàn)開始加熱前應(yīng)該先通一會(huì)兒一氧化碳，其目的是排凈管內(nèi)空氣，防止爆炸；（2）一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式：；玻璃管中產(chǎn)生的現(xiàn)象是黃棕色粉末逐漸變成黑色；二氧化碳能與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，同時(shí)澄清石灰水變渾濁，尾部酒精燈火焰顏色呈現(xiàn)藍(lán)色；（3）反應(yīng)結(jié)束后撤離酒精噴燈，持續(xù)通入一段時(shí)間一氧化碳目的是防止生成的鐵再次被氧化。（4）一氧化碳具有毒性，在空氣中燃燒能生成沒有毒性的二氧化碳，尾部酒精燈的作用是處理尾氣CO（或燃燒CO），防止一氧化碳污染空氣，此處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。3.鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)。如圖是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學(xué)變化過程示意圖。根據(jù)圖示回答下列問題。(1)若圖中采用的鐵礦石為赤鐵礦，請(qǐng)寫出區(qū)所發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)煉鐵過程中使用石灰石的主要作用是，在高爐煉鐵過程中進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入氣體為。(3)生鐵經(jīng)過處理，再加入熔合一定量的鉻和鎳，可以制得不銹鋼。用不銹鋼制造的炒鍋，利用了該材料具有______的物理性質(zhì)。A．導(dǎo)熱性 B．導(dǎo)電性 C．抗腐蝕性強(qiáng)【答案】(1)(2)將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣熱空氣(3)A【詳解】（1）若圖中采用的鐵礦石為赤鐵礦，則區(qū)發(fā)生的主要反應(yīng)是一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為；（2）煉鐵過程中使用石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣；在高爐煉鐵過程中進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入氣體為熱空氣；（3）用不銹鋼制造的炒鍋，是利用了該材料具有導(dǎo)熱性的物理性質(zhì)，。?問題一常見的金屬礦物【典例1-1】（2024·江蘇南京·二模）下列金屬中，在自然界主要以化合物形式存在，且提煉量最小的是A．鋁 B．鐵 C．金 D．銀【答案】A【詳解】A、鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在自然界主要以化合物形式存在，但是提煉量不是最小，不符合題意；B、鐵在自然界主要以化合物形式存在，且鐵是年產(chǎn)量最高的金屬，符合題意；C、金的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在自然界主要以單質(zhì)形式存在，不符合題意；D、銀的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在自然界主要以單質(zhì)形式存在，不符合題意。?！镜淅?-2】（2022·山西晉中·中考真題）小自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，在以下四種礦石中，可用于煉鐵的是A．赤鐵礦（主要成分是Fe2O3） B．爐甘石（主要成分是ZnCO3）C．鋁土礦（主要成分是A12O3） D．赤銅礦（主要成分是Cu2O）【答案】A【詳解】煉鐵是將鐵礦石中的鐵氧化物還原成金屬鐵，故礦石中必須含有鐵元素；A、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）中含有鐵元素，可用于煉鐵，符合題意；B、爐甘石（主要成分是ZnCO3）中不含有鐵元素，不可用于煉鐵，不符合題意；C、鋁土礦（主要成分是A12O3）中不含有鐵元素，不可用于煉鐵，不符合題意；D、赤銅礦（主要成分是Cu2O）中不含有鐵元素，不可用于煉鐵，不符合題意；?！窘忸}必備】鐵礦石的選擇原則：含鐵量高，不含有害元素，冶煉過程中不產(chǎn)生或少產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)。通過計(jì)算可知磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦的主要成分中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：72.4%、70%、46.7%，因此從鐵元素含量較高，且“有害元素”少來分析選擇；其中適合煉鐵的是磁鐵礦、赤鐵礦?！咀兪?-1】（2024·廣西·中考真題）廣西鋁土礦資源豐富.鋁土礦的主要成分是A．二氧化硅 B．氧化鋁 C．四氧化三鐵 D．碳酸鈣【答案】A【詳解】鋁土礦含鋁元素，主要成分是氧化鋁，?！咀兪?-2】（2023·江蘇常州·中考真題）同學(xué)們收集的下列礦石樣品中，主要成分為Fe3O4的是A．赤鐵礦 B．磁鐵礦 C．孔雀石 D．鋁土礦【答案】A【詳解】A、赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，其主要成分的化學(xué)式為Fe2O3，故選項(xiàng)不符合題意；B、磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵，其主要成分的化學(xué)式為Fe3O4，故選項(xiàng)符合題意；C、孔雀石的主要成分是堿式碳酸銅，其主要成分的化學(xué)式為Cu2(OH)2CO3，故選項(xiàng)不符合題意；D、鋁土礦的主要成分是氧化鋁，其主要成分的化學(xué)式為Al2O3，故選項(xiàng)不符合題意。。?問題二鐵的冶煉原理【典例2-1】（2024·四川內(nèi)江·中考真題）如圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵的裝置。下列有關(guān)分析不錯(cuò)誤的是A．澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成B．該反應(yīng)中，失去氧的物質(zhì)是COC．CO具有可燃性D．硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量逐漸減小【答案】A【詳解】A、二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B、一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)中，失去氧的物質(zhì)是氧化鐵，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；C、一氧化碳有毒，直接排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境，常在裝置末端的導(dǎo)管口放一盞燃著的酒精燈，是為了點(diǎn)燃尾氣，利用的是一氧化碳具有可燃性，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；D、一氧化碳具有還原性，高溫下與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量逐漸減小，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；?！镜淅?-2】（2024·河南周口·模擬預(yù)測(cè)）下圖是實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)寫出玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(2)實(shí)驗(yàn)過程中觀察到試管B中的現(xiàn)象為。(3)用點(diǎn)燃的酒精燈除去尾氣中的一氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮?1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(2)澄清石灰水變渾濁(3)2CO+O22CO2【詳解】（1）一氧化碳與氧化鐵高溫下反應(yīng)得到鐵和二氧化碳，玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（2）一氧化碳與氧化鐵高溫下反應(yīng)得到鐵和二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)得到碳酸鈣沉淀，因此實(shí)驗(yàn)過程中觀察到試管B中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁；（3）一氧化碳具有可燃性，在氫氣中燃燒生成二氧化碳，用點(diǎn)燃的酒精燈除去尾氣中的一氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO+O22CO2。【解題必備】實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)要先通入一氧化碳，再點(diǎn)燃酒精噴燈，以排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先停止加熱，并繼續(xù)通一氧化碳直至裝置冷卻，以防止生成的鐵又被空氣中的氫氣氧化;同時(shí)防止試管中的澄清石灰水倒吸進(jìn)入灼熱的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，使硬質(zhì)玻璃管炸裂。（3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，否則會(huì)污染空氣，因此裝置中必須有尾氣處理裝置。尾氣處理可用收集法（用氣球或排水法收集尾氣）或燃燒法（將尾氣點(diǎn)燃燒掉或用于加熱氧化鐵）?！咀兪?-1】（2024·安徽六安·模擬預(yù)測(cè)）某化學(xué)興趣小組用以下裝置探究煉鐵原理，關(guān)于該裝置和反應(yīng)過程描述錯(cuò)誤的是A．盛裝藥品前應(yīng)先檢查裝置氣密性B．加熱后，玻璃管中的黃色固體逐漸變黑C．方框中連的是C，D，管口的連接順序?yàn)閍→b→c→dD．這種方法煉出的鐵與工業(yè)下煉出的生鐵在組成下最小的區(qū)別是不含碳【答案】B【詳解】A、該實(shí)驗(yàn)有氣體參與反應(yīng)，故盛裝藥品前應(yīng)先檢查裝置氣密性，防止裝置漏氣，影響實(shí)驗(yàn)，不符合題意；B、該實(shí)驗(yàn)中，一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故加熱后，玻璃管中的黃色固體逐漸變?yōu)楹谏环项}意；C、方框中連的是C，D，C裝置應(yīng)用于收集尾氣，氣體的密度比水小，則應(yīng)從c端通入氣體，水從b端排出，b端連接d端，將水排入燒杯中，故管口的連接順序?yàn)閍→c→b→d，符合題意；D、一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故這種方法煉出的鐵是純鐵，工業(yè)下煉出的鐵是生鐵，生鐵是鐵碳合金，故純鐵和生鐵在組成下最小的區(qū)別是不含碳，不符合題意。。【變式2-2】（2024·四川成都·三模）用CO和氧化鐵模擬工業(yè)煉鐵的微型實(shí)驗(yàn)如圖所示。已知所用CO氣體中含有少量水蒸氣，下列說法錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)處的氫氧化鈉固體可以換成生石灰 B．b處W形管內(nèi)黃棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏獵．該裝置的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約藥品、保護(hù)環(huán)境 D．e處收集到的液體體積等于反應(yīng)生成的的體積【答案】C【詳解】A、a處裝置的作用是吸收水蒸氣，氫氧化鈉固體有吸水性，生石灰能與水反應(yīng)，二者都能干燥一氧化碳，a處裝置中的氫氧化鈉固體可以換成生石灰，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B、一氧化碳與氧化鐵高溫條件下生成鐵和二氧化碳，生成的二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，b處W型管內(nèi)黃棕色粉末逐漸變黑，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；C、該裝置使用了W型管，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約藥品，保護(hù)環(huán)境，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；D、反應(yīng)前先通入一氧化碳，一氧化碳難溶于水不和水反應(yīng)，所以e處收集到的液體體積等于未參加反應(yīng)的一氧化碳的體積，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。。【變式2-3】（23-24九年級(jí)下·安徽合肥·期末）鐵是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步必不可少的金屬材料。Ⅰ．高爐煉鐵(1)工業(yè)煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣，煉鐵得到的是（選填“生鐵”、“純鐵”或“鋼”）。(2)下列說法錯(cuò)誤的是______。A．焦炭能在煉鐵過程中提供熱量B．石灰石的作用是除去礦石中雜質(zhì)C．排放的高爐氣中含量最高的是Ⅱ．模擬工業(yè)煉鐵【查閱資料】①一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)。②與稀鹽酸反應(yīng)生成水。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到硬質(zhì)玻璃管中，說明反應(yīng)發(fā)生，此時(shí)，試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束并冷卻至室溫后，小明將CO換成空氣持續(xù)通入一段時(shí)間，他的目的是。(5)反應(yīng)生成的黑色固體可能是：①Fe；②；③。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證生成的黑色固體中是否有，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象：。【答案】(1)生鐵(2)AB(3)黃色粉末變黑(4)除去裝置內(nèi)的CO，防止污染空氣(5)Fe和/、Fe取一定質(zhì)量的黑色固體于燒杯中，加入一定質(zhì)量的足量稀鹽酸，充分反應(yīng)后，稱量并計(jì)算反應(yīng)前后的質(zhì)量變化量，根據(jù)化學(xué)方程式求出鐵的質(zhì)量，與所取黑色固體質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，若相等，則無；若不相等，則黑色固體中含【詳解】（1）工業(yè)煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣，煉鐵得到的是生鐵；（2）A、焦炭在空氣中燃燒放出小量的熱，能在煉鐵過程中提供熱量，錯(cuò)誤；B、石灰石的作用是除去二氧化硅，形成爐渣，除去礦石中雜質(zhì)，錯(cuò)誤；C、排放的高爐氣中含量最高的不一定是CO2，還可能是沒有參加反應(yīng)CO，錯(cuò)誤。B。（3）氧化鐵與一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到硬質(zhì)玻璃管中固體由黃變黑，說明反應(yīng)發(fā)生，此時(shí)，試管中發(fā)生反應(yīng)是二氧化碳與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；（4）一氧化碳具有毒性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束并冷卻至室溫后，小明將CO換成空氣持續(xù)通入一段時(shí)間，他的目的是除去裝置內(nèi)的CO，防止污染空氣；（5）Fe、Fe3O4都是黑色固體，反應(yīng)生成的黑色固體可能是它們中一種或兩種即：①Fe；②Fe3O4③Fe和Fe3O4；Fe3O4與稀鹽酸反應(yīng)生成水，鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證生成的黑色固體中是否有Fe3O4，實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象：取一定質(zhì)量的黑色固體于燒杯中，加入一定質(zhì)量的足量稀鹽酸，充分反應(yīng)后，稱量并計(jì)算反應(yīng)前后的質(zhì)量變化量，根據(jù)化學(xué)方程式求出鐵的質(zhì)量，與所取黑色固體質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，若相等，則無Fe3O4；若不相等，則黑色固體中含F(xiàn)e3O4?！咀兪?-4】（23-24九年級(jí)下·安徽合肥·期末）甲酸(HCOOH)在熱的濃硫酸中分解，生成一氧化碳和水。用如圖所示裝置完成一氧化碳還原四氧化三鐵的實(shí)驗(yàn)。(堿石灰能吸收水分和酸性物質(zhì))(1)裝置連接好后(固定裝置省略)，推動(dòng)注射器活塞，出現(xiàn)現(xiàn)象時(shí)，說明裝置氣密性良好。(2)寫出甲酸分解的化學(xué)方程式：。(3)證明一氧化碳與四氧化三鐵已發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是。此處酒精燈火焰外加網(wǎng)罩的目的是：。(4)a處導(dǎo)管口綁一小氣球的目的是；小氣球也可以用代替。【答案】(1)氣球變小，松開手，氣球變回原來小小，注射器活塞回到原刻度處(2)(3)澄清石灰水變渾濁使火焰聚攏，提高溫度(4)收集尾氣中的有毒氣體，防止空氣污染燃著的酒精燈【詳解】（1）推斷注射器，裝置中的氣體增小，壓強(qiáng)增小，則可觀察到氣球變小，若裝置氣密性良好，松手后，注射器又會(huì)回到原位置，氣球變回原來小小。（2）甲酸在濃硫酸催化作用下加熱生成一氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。（3）一氧化碳和四氧化三鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，四氧化三鐵和鐵粉均為黑色，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，則可觀察到澄清石灰水變渾濁；在火焰下外加網(wǎng)罩，能使火焰聚攏，提高溫度。（4）一氧化碳有毒，會(huì)污染空氣，則小氣球的作用為收集尾氣中的有毒氣體，防止空氣污染；一氧化碳具有可燃性，則也可用燃著的酒精燈代替。?問題三工業(yè)煉鐵【典例3-1】（2024·云南楚雄·模擬預(yù)測(cè)）傳統(tǒng)文化：《天工開物》中有關(guān)煉鐵的記載：“凡冶鐵成器，取已炒熟鐵為之……凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三?！毕铝姓f法錯(cuò)誤的是A．鐵制器是由生鐵煉成的熟鐵制成的，生鐵煉成熟鐵的過程中降低了碳的含量B．煉鐵時(shí)煤炭的作用為提供CO、提高溫度C．煉鐵爐中流出的是純鐵D．煉鐵爐中發(fā)生的反應(yīng)之一為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【答案】B【詳解】A、鐵制器是由生鐵煉成的熟鐵制成的，生鐵的含碳量在2%至0.03%之間，熟鐵是含碳量低于0.03%，生鐵煉成熟鐵的過程中降低了碳的含量，選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、煤炭的主要成分是碳，碳燃燒放出熱量，在高溫的條件下，碳能與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳具有還原性，可用于煉鐵，選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、煉鐵爐中流出的鐵中含有少量的碳，不是純鐵，選項(xiàng)錯(cuò)誤：D、赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，在高溫的條件下，氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為，選項(xiàng)錯(cuò)誤；?！镜淅?-2】（2024·廣西欽州·三模）如圖為《天工開物》中描繪我國(guó)古代煉鐵的場(chǎng)景。下列說法錯(cuò)誤的是A．鐵是地殼中含量?jī)H次于鋁的金屬元素B．焦炭只起提供熱量的作用C．煉鐵中的原理可為D．煉鐵中風(fēng)箱鼓入空氣與投料逆行是為了增小反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)更加充分【答案】A【詳解】A、地殼含量較少的元素（前四種）按含量從高到低的排序?yàn)椋貉?、硅、鋁、鐵，鐵是地殼中含量?jī)H次于鋁的金屬元素，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B、碳與氫氣反應(yīng)生成二氧化碳，放出熱量；二氧化碳與焦炭高溫下反應(yīng)生成一氧化碳；因此工業(yè)煉鐵中焦炭除了起到提供熱量的作用，還可將二氧化碳還原為一氧化碳，為反應(yīng)提供還原劑，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；C、煉鐵的原理可以是一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；D、煉鐵中風(fēng)箱鼓入空氣與投料逆行是為了增小反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)更加充分，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。?！窘忸}必備】產(chǎn)品生鐵是混合物主要反應(yīng)：C＋O2eq\o(=====,\s\up7(高溫))CO2C＋CO2eq\o(=====,\s\up7(高溫))2CO3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2【變式3-1】（2024·山東淄博·三模）我國(guó)煉鐵技術(shù)早于西方國(guó)家一千少年。下列有關(guān)鐵的說法錯(cuò)誤的是A．生鐵屬于純凈物 B．工業(yè)高爐煉鐵屬于物理變化C．純鐵比錳鋼的硬度小 D．純鐵的熔點(diǎn)比生鐵的高【答案】C【詳解】A、生鐵是由鐵、碳等混合而成，屬于混合物，不符合題意；B、工業(yè)高爐煉鐵，是一氧化碳和鐵的氧化物反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，不符合題意；C、合金比組成它的純金屬硬度小，錳鋼是鐵的合金，故純鐵比錳鋼的硬度小，不符合題意；D、合金比組成它的純金屬熔點(diǎn)低，生鐵是鐵的合金，故純鐵的熔點(diǎn)比生鐵的高，符合題意。?！咀兪?-2】（23-24九年級(jí)下·四川成都·期末）Ⅰ、工業(yè)煉鐵和軋制鋼材的主要流程如下圖：已知生鐵的含碳量為2%-4.3%，鋼的含碳量為0.03%-2%，鐵礦石約含80%的Fe2O3。(1)高爐煉鐵的原理是（用化學(xué)方程式表示）。(2)高爐氣體含有較高濃度的一氧化碳和氧化鐵塵粒，請(qǐng)對(duì)高爐氣體處理提出一條合理化建議。(3)煉鐵過程中，固體原料從爐頂加入，而熱空氣從爐底往下通的目的是。(4)生鐵煉鋼需要降低生鐵中的碳、硫、硅等元素的含量，在工業(yè)下選擇向煉鋼爐通入“純氧”而不通入“空氣”的原因是。【答案】(1)(2)回收利用(3)使原料與空氣充分接觸(4)使生鐵中的碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳,降低生鐵中含碳量【詳解】（1）高爐煉鐵的原理是利用一氧化碳還原鐵的氧化物，方程式為：；（2）高爐氣體含有較高濃度的一氧化碳和氧化鐵塵粒，可以進(jìn)行回收再利用，這樣可以節(jié)約資源；（3）熱空氣密度小，向下運(yùn)動(dòng)，故煉鐵過程中，固體原料從爐頂加入，而熱空氣從爐底往下通，能使空氣與原料充分接觸，反應(yīng)更充分；（4）生鐵的含碳量比鋼的含碳量高，煉鋼爐中通入氫氣可以使生鐵中的碳充分反應(yīng)，降低含碳量，從而使生鐵轉(zhuǎn)化成鋼；【變式3-3】（2024·江蘇蘇州·一模）為了減少工業(yè)煉鐵中CO、CO2的排放，小蘇同學(xué)基于碳中和理念設(shè)計(jì)了一個(gè)低碳行動(dòng)方案，方案流程如圖所示，下列分析不錯(cuò)誤的是A．該方案可以除去CO2，還可實(shí)現(xiàn)CaCO3、CO的部分或全部循環(huán)利用B．該方案中的CO重新通入高爐后，起的主要作用是還原赤鐵礦C．流程圖中反應(yīng)1和反應(yīng)2，都屬于化合反應(yīng)，且反應(yīng)后碳元素化合價(jià)均發(fā)生改變D．實(shí)驗(yàn)室用48gFe2O3粉末作為原料模擬煉鐵，反應(yīng)后測(cè)得固體中的鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為7：1，若煉鐵過程中只發(fā)生流程圖中的反應(yīng)3，則理論下參加反應(yīng)的Fe2O3質(zhì)量為32g【答案】A【詳解】A、根據(jù)流程圖，該方案中二氧化碳既是反應(yīng)物又是生成物，可以循環(huán)利用，碳酸鈣和一氧化碳既是反應(yīng)物又是生成物，可循環(huán)利用，故還可實(shí)現(xiàn)CaCO3、CO的部分或全部循環(huán)利用，故A分析不錯(cuò)誤；B、赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，一氧化碳與氧化鐵高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該方案中的CO重新通入高爐后，起的主要作用是還原赤鐵礦，故B分析錯(cuò)誤；C、流程圖中反應(yīng)1為碳和氫氣反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)2為碳和二氧化碳高溫下反應(yīng)生成一氧化碳，這兩個(gè)反應(yīng)均是兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，符合“少變一”的特點(diǎn)，都屬于化合反應(yīng)；反應(yīng)1中反應(yīng)前碳元素的化合價(jià)為0，反應(yīng)后碳元素的化合價(jià)為+4價(jià)，發(fā)生改變；反應(yīng)2中反應(yīng)前碳元素的化合價(jià)為0價(jià)和+4價(jià)，反應(yīng)后碳元素的化合價(jià)為+2價(jià)，發(fā)生改變，故C分析錯(cuò)誤；D、實(shí)驗(yàn)室用48gFe2O3粉末作為原料模擬煉鐵，48g氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量為，反應(yīng)后測(cè)得固體中的鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為7：1，則反應(yīng)后固體中氧元素的質(zhì)量為，若煉鐵過程中只發(fā)生流程圖中的反應(yīng)3，反應(yīng)后固體中的氧元素存在于沒有反應(yīng)的氧化鐵中，說明氧化鐵沒有反應(yīng)完全，根據(jù)氧元素守恒，則沒有參與反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量為，理論下參加反應(yīng)的Fe2O3質(zhì)量為48g-16g=32g，故D分析錯(cuò)誤；?！咀兪?-4】（23-24八年級(jí)下·黑龍江小慶·期末）鋼鐵的應(yīng)用非常廣泛，煉鐵技術(shù)的研究顯得尤為重要。中國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)和掌握煉鐵技術(shù)的國(guó)家之一。(1)工業(yè)煉鐵所用高爐的結(jié)構(gòu)如圖1所示，高爐中發(fā)生的過程如圖2所示。①過程Ⅰ主要發(fā)生在高爐的（填“A”“B”或“C”）區(qū)域。②過程Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。③過程Ⅳ通入主要是為了降低生鐵中的含量。(2)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖裝置模擬工業(yè)煉鐵。①實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置A中的現(xiàn)象是；②B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；③實(shí)驗(yàn)過程中，的作用有（填序號(hào)）；A．氣體作為反應(yīng)物；B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，排盡裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；C．停止加熱后，防止玻璃管中的生成物在較高溫度下重新被氧化；D．停止加熱后，防止試管中的液體倒吸入玻璃管中。④拓展延伸利用下面的裝置測(cè)定某鐵的氧化物的化學(xué)式。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：Ⅰ.裝鐵的氧化物的硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為；Ⅱ.硬質(zhì)玻璃管與鐵的氧化物的質(zhì)量共為；Ⅲ.通入一氧化碳并加熱至鐵的氧化物全部轉(zhuǎn)化為鐵后，生成的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收，且B中生成沉淀的質(zhì)量為。根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算此鐵的氧化物的化學(xué)式為?！敬鸢浮?1)A碳元素(2)黃棕色固體變成黑色ABCDFe5O7【詳解】（1）①由圖可知，過程Ⅰ是高溫下，焦炭在富氧熱空氣反應(yīng)生成二氧化碳，所以，該反應(yīng)發(fā)生要靠近熱空氣，即圖中A位置；②由圖可知，過程Ⅱ是二氧化碳在高溫下與焦炭反應(yīng)，生成一氧化碳，化學(xué)方程式為：；③生鐵和鋼的主要區(qū)別是含碳量不同，生鐵含碳量高，鋼含碳量低，過程Ⅳ通入O2主要是為了使生鐵中的碳元素充分反應(yīng)，降低含碳量；（2）①在高溫的條件下，氧化鐵能與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，所以裝置A中觀察到黃棕色固體變成黑色；②B中二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：；③下述實(shí)驗(yàn)過程中在高溫的條件下，氧化鐵能與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，CO氣體除作為反應(yīng)物外，還能起到的作用是：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，排盡裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；停止加熱后，繼續(xù)通入一氧化碳，防止玻璃管中的生成物在較高溫度下重新被氧化，防止試管中的液體倒吸入玻璃管中；BCD；④由題干數(shù)據(jù)可知，鐵的氧化物的質(zhì)量為：29.8g-20g=9.8g；一氧化碳還原鐵的氧化物時(shí)生成鐵和二氧化碳，二氧化碳中的氧元素一半來自于鐵的氧化物。二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，設(shè)生成17.5g沉淀需要二氧化碳的質(zhì)量為x，則，，解得x=7.7g；7.7二氧化碳中，氧元素的質(zhì)量為：7.7g××100%=5.6g，則來自于鐵的氧化物中的氧元素的質(zhì)量為：5.6g×12=2.8g，鐵的氧化物中，鐵元素的質(zhì)量為：9.8g-2.8g=7g，此鐵的氧化物中鐵元素和氧元素的原子個(gè)數(shù)比為：：，則該鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe5O7。一、選擇題1．鎮(zhèn)海樓是廣州規(guī)模最小的黃砂巖文物。黃砂巖因含某種氧化物而呈黃色，這種氧化物可能是A．CaO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3【答案】A【詳解】A、CaO是由兩種元素組成，一種元素是氧元素，屬于氧化物，但屬于白色固體，故A錯(cuò)；B、Fe2O3是由兩種元素組成，一種元素是氧元素，屬于氧化物，屬于黃色固體，故B錯(cuò)誤；C、Fe3O4是由兩種元素組成，一種元素是氧元素，屬于氧化物，但屬于黑色固體，故C錯(cuò)；D、Fe(OH)3是由三種元素組成，不屬于氧化物，且屬于黃褐色固體，故D錯(cuò)。。2．（2024·福建·模擬預(yù)測(cè)）古文獻(xiàn)記載的小鑒爐煉鐵：“黑砂（主要成分為鐵的氧化物）為本……時(shí)時(shí)旋下，用炭火以煅煉之?！比缦聢D所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．該黑砂中可能含有B．木炭?jī)H作為燃料提供熱量C．往通風(fēng)道中鼓風(fēng)能提高爐溫D．增加小鑒爐高度能提高鐵的產(chǎn)量【答案】A【詳解】A、鐵的氧化物中，四氧化三鐵為黑色，故該黑砂中可能含有Fe3O4，說法錯(cuò)誤；B、木炭既作為燃料提供熱量，同時(shí)又和二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳，為煉鐵提供還原性氣體，說法錯(cuò)誤；C、往通風(fēng)道中鼓風(fēng)，可以使木炭充分燃燒，故能提高爐溫，說法錯(cuò)誤；D、增加小鑒爐高度能提高鐵的產(chǎn)量，說法錯(cuò)誤。。3．（2024·湖北十堰·二模）我國(guó)古代煉鐵術(shù)如圖所示。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．鐵是地殼中含量?jī)H次于鋁的金屬元素B．生鐵和鋼都是混合物C．煉鋼的原理和煉鐵的原理一樣D．生鐵比純鐵的硬度小【答案】B【詳解】A、地殼中元素含量由少到少：氧、硅、鋁、鐵，鐵是地殼中含量?jī)H次于鋁的金屬元素，說法錯(cuò)誤；B、生鐵和鋼都是鐵和碳組成的合金，都屬于混合物，說法錯(cuò)誤；C、煉鋼的原理：高溫條件下降低碳含量，煉鐵的原理：利用一氧化碳的還原性，奪走氧化鐵中的氧元素，說法錯(cuò)誤；D、合金的硬度比組成且純金屬的硬度小，生鐵比純鐵的硬度小，說法錯(cuò)誤；。4．（2024·廣東汕頭·一模）鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬。下列有關(guān)鐵的說法錯(cuò)誤的是A．鐵是地殼中含量最少的金屬元素 B．煉鐵原理是將單質(zhì)鐵轉(zhuǎn)化為氧化鐵C．鐵在純氧中燃燒得到Fe3O4 D．生鐵除去小部分碳后得到的鋼是純凈物【答案】B【詳解】A、地殼中含量居前四位的元素是：氧、硅、鋁、鐵，鋁是地殼中含量最少的金屬元素，選項(xiàng)A不錯(cuò)誤；B、煉鐵原理是在高溫條件下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來，反應(yīng)中鐵的氧化物轉(zhuǎn)化為鐵，選項(xiàng)B不錯(cuò)誤；C、細(xì)鐵絲在氫氣中燃燒反應(yīng)生成黑色的Fe3O4，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、生鐵除去小部分碳后得到的鋼是混合物，因?yàn)槠渲谐撕需F，還含有少量碳等其它物質(zhì)，選項(xiàng)D不錯(cuò)誤。。5．（2024·云南楚雄·模擬預(yù)測(cè)）傳統(tǒng)文化：《天工開物》中有關(guān)煉鐵的記載：“凡冶鐵成器，取已炒熟鐵為之……凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三?！毕铝姓f法錯(cuò)誤的是A．鐵制器是由生鐵煉成的熟鐵制成的，生鐵煉成熟鐵的過程中降低了碳的含量B．煉鐵時(shí)煤炭的作用為提供CO、提高溫度C．煉鐵爐中流出的是純鐵D．煉鐵爐中發(fā)生的反應(yīng)之一為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【答案】B【詳解】A、鐵制器是由生鐵煉成的熟鐵制成的，生鐵的含碳量在2%至0.03%之間，熟鐵是含碳量低于0.03%，生鐵煉成熟鐵的過程中降低了碳的含量，選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、煤炭的主要成分是碳，碳燃燒放出熱量，在高溫的條件下，碳能與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳具有還原性，可用于煉鐵，選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、煉鐵爐中流出的鐵中含有少量的碳，不是純鐵，選項(xiàng)錯(cuò)誤：D、赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，在高溫的條件下，氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為，選項(xiàng)錯(cuò)誤；。6．（2024·四川內(nèi)江·中考真題）如圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵的裝置。下列有關(guān)分析不錯(cuò)誤的是A．澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成B．該反應(yīng)中，失去氧的物質(zhì)是COC．CO具有可燃性D．硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量逐漸減小【答案】A【詳解】A、二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B、一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)中，失去氧的物質(zhì)是氧化鐵，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；C、一氧化碳有毒，直接排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境，常在裝置末端的導(dǎo)管口放一盞燃著的酒精燈，是為了點(diǎn)燃尾氣，利用的是一氧化碳具有可燃性，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；D、一氧化碳具有還原性，高溫下與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硬質(zhì)玻璃管中固體質(zhì)量逐漸減小，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；。7．（2024·安徽阜陽(yáng)·二模）《天工開物》描述了系統(tǒng)、連續(xù)的煉鐵煉鋼過程，將鐵礦石和焦炭加入煉鐵爐中，持續(xù)鼓入空氣并加熱，從煉鐵爐流出的生鐵水直接流進(jìn)炒鐵爐里炒成熟鐵。下列說法錯(cuò)誤的是A．煉鐵時(shí)，持續(xù)鼓入空氣可以提高爐溫 B．煉鐵過程利用了CO還原性C．生鐵的硬度比純鐵小 D．鐵制容器可用于盛裝食醋【答案】C【詳解】A、煉鐵時(shí)，持續(xù)鼓入空氣可以使燃料充分燃燒，提高爐溫，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B、煉鐵的原理是利用CO的還原性，將鐵從鐵礦石里還原出來，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；C、合金的硬度比組成的純金屬的硬度小，因此生鐵的硬度比純鐵小，故選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；D、食醋顯酸性，鐵可以和食醋反應(yīng)，因此不能用鐵制容器盛裝食醋，故選項(xiàng)說法不錯(cuò)誤。。8．（2024·安徽·模擬預(yù)測(cè)）《天工開物》記載了中國(guó)古代煉鐵的過程，融聚了古人的智慧和創(chuàng)造力.其過程主要有下面幾個(gè)階段，其中主要發(fā)生化學(xué)變化的是A．選礦

根據(jù)顏色和密度來挑選 B．粉碎

鐵礦敲打、碾碎成粉末C．熔煉

加入木炭并鼓入空氣加熱直至液態(tài) D．鑄造

將鐵水倒入準(zhǔn)備好的模具中【答案】B【詳解】A、根據(jù)顏色和密度來挑選礦石，該過程沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；B、將鐵礦敲打、碾碎成粉末，該過程沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化；C、加入木炭并鼓入空氣加熱直至液態(tài)，該過程中發(fā)生反應(yīng)生成鐵，有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化；D、將鐵水倒入準(zhǔn)備好的模具中，該過程沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。。二、實(shí)驗(yàn)題9．（24-25九年級(jí)下·黑龍江綏化·階段練習(xí)）如圖是模擬工業(yè)煉鐵的裝置圖，回答下列問題：(1)甲裝置玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為，反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)實(shí)驗(yàn)開始前要先通一段時(shí)間CO，再點(diǎn)燃酒精噴燈加熱，目的是。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄滅酒精噴燈，待玻璃管冷卻到室溫后停止通CO，目的是。(4)乙裝置中澄清石灰水的作用是，有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式?！敬鸢浮?1)黃色固體逐漸變?yōu)楹谏?2)排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸(3)防止灼熱的鐵被氧化(4)檢驗(yàn)生成的二氧化碳【詳解】（1）一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，可觀察到黃色固體逐漸變?yōu)楹谏?，故填：黃色固體逐漸變?yōu)楹谏?；?）一氧化碳具有可燃性，與空氣混合點(diǎn)燃易發(fā)生爆炸，為避免爆炸，應(yīng)先通入一氧化碳?xì)怏w，故填：排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄滅酒精噴燈，繼續(xù)通入CO至冷卻，防止灼熱的鐵被氧化，故填：防止灼熱的鐵被氧化；（4）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，則乙裝置中澄清石灰水的作用是檢驗(yàn)生成的二氧化碳，二氧化碳與澄清石灰水的主要成分氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，故填：檢驗(yàn)生成的二氧化碳；。三、填空與簡(jiǎn)答10．（2024·甘肅武威·三模）在煉鐵爐中鼓入與礦物逆流而行的空氣，“逆流而行”的目的是；再利用生成的一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是，此反應(yīng)中體現(xiàn)了一氧化碳的性?！敬鸢浮渴沟V物與氫氣充分接觸，充分反應(yīng)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2還原【詳解】在煉鐵爐中鼓入與礦物逆流而行的空氣，“逆流而行”的目的是使礦物與氫氣充分接觸，充分反應(yīng)；一氧化碳和氧化鐵高溫反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；在該反應(yīng)中，一氧化碳奪取了氧化鐵中的氧，體現(xiàn)了一氧化碳的還原性。11．金屬在人類文明的發(fā)展中起著重要作用，古代冶金技術(shù)彰顯了我國(guó)勞動(dòng)人民的智慧。(1)戰(zhàn)國(guó)《韓非子·內(nèi)儲(chǔ)說下》提到，早期采金技術(shù)均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以(填“單質(zhì)”或“化合物”)的形式存在。(2)“古法煉鐵”是爐中首先鼓入與礦物逆流而行的空氣，再利用生成的一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是?！敬鸢浮?1)單質(zhì)(2)【詳解】（1）金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)，故金在自然界主要以單質(zhì)的形式存在；（2）一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。12．同學(xué)們進(jìn)入博物館，看到了許少礦石標(biāo)本，其中的4種礦石及其主要成分如下：(1)根據(jù)輝銅礦的主要成分，有同學(xué)推測(cè)以輝銅礦為原料，可制得含銅元素或含硫元素的產(chǎn)品，他的依據(jù)是。(2)同學(xué)們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中將學(xué)習(xí)工業(yè)煉鐵的原理，即用一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵