5.2 金屬礦物 鐵的冶煉 帶解析

第5單元金屬的冶煉與利用5.2金屬礦物鐵的冶煉一、單選題（共10題；共20分）1.高爐煉鐵的主反應為Fe2A.

該反應既是氧化還原反應又是置換反應

B.

CO由焦炭和焦炭燃燒所得的CO2反應產(chǎn)生

C.

所得產(chǎn)物為生鐵，含碳量比鋼低

D.

高爐尾氣對環(huán)境無影響，可直接排放【答案】B【解析】A.反應中CO得氧變成CO2發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e2O3失氧變成Fe發(fā)生還原反應，所以這個反應是氧化還原反應；置換反應指由一種單質(zhì)和一種化合物反應，生成另外一種單質(zhì)和一種化合物的反應，由于反應的反應物中沒有單質(zhì)，該反應不屬于置換反應，故不符合題意；B.焦炭燃燒放熱，提高爐溫，反應為：C+O2點燃_C.生鐵中的含碳量為2%～4.3%，鋼中的含碳量為0.03%～2%，生鐵的含碳量比鋼高，故不符合題意；D.高爐尾氣中含有一氧化碳等有害氣體，對環(huán)境有危害，不能直接排放，故不符合題意。2.按如圖進行實驗，下列分析或結論正確的是（

）A.

導管口剛有氣泡冒出說明反應開始

B.

實驗結束應立即倒出粉末

C.

木炭能使氧化銅還原為銅

D.

固體減少的質(zhì)量一定等于生成二氧化碳質(zhì)量【答案】C【解析】A、試管中有空氣，導管口剛有氣泡冒出的是受熱膨脹的空氣，不能說明反應開始，不符合題意；B、實驗結束應立即倒出粉末，此時產(chǎn)物銅的溫度較高，容易和空氣中的氧氣發(fā)生反應，又產(chǎn)生黑色的氧化銅，所以要等固體冷卻后才能倒出，不符合題意；C、木炭具有還原性，能奪取氧化銅中的氧元素，使氧化銅失去氧，變成單質(zhì)銅，符合題意；D、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，固體減少的質(zhì)量等于氧化銅中失去的氧元素的質(zhì)量和參加反應的碳元素的質(zhì)量的總和，反應中可能生成一氧化碳，所以固體減少的質(zhì)量不一定等于生成二氧化碳質(zhì)量，不符合題意。3.把鐵礦石、焦炭和石灰石一起加入高爐煉鐵中進行冶煉，得到的產(chǎn)物是（

）A.

生鐵

B.

純鐵

C.

銅

D.

鋼【答案】A【解析】把鐵礦石、焦炭和石灰石一起加入高爐煉鐵中進行冶煉，得到的產(chǎn)物是含有大量C單質(zhì)的生鐵。4.能正確反映我國早在西漢發(fā)現(xiàn)，宋初應用的濕法煉銅反應原理的是（

）A.

2CuO+C高溫__2Cu+CO↑

B.

Hg+CuCl2=Cu+HgCl2

C.

2Fe+3CuSO4=3Cu+Fe2(SO4)3

D.

Fe+CuSO4【答案】D【解析】濕法煉銅反應原理指的是Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，5.下列敘述正確的是（

）A.

英國化學家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分，弄清了燃燒的本質(zhì)

B.

工業(yè)煉鐵的原理是在高溫的條件下，利用一氧化碳將鐵礦石中的鐵置換出來

C.

含有同種元素且由一種物質(zhì)組成，則該物質(zhì)一定是單質(zhì)

D.

將煤砸成小塊可以使煤充分的燃燒，減少一氧化碳和二氧化硫的產(chǎn)生【答案】C【解析】A.拉瓦錫是法國化學家，故錯誤，不符合題意；B.工業(yè)煉鐵的原理是在高溫的條件下，利用一氧化碳將鐵礦石中鐵還原出來，反應物中沒有單質(zhì)，不是置換反應，故錯誤，不符合題意；C.單質(zhì)是由一種元素組成的純凈物，含同種元素且由一種物質(zhì)組成，則該物質(zhì)一定是單質(zhì)，故正確，符合題意；D.煤砸成小塊，能增大與氧氣的接觸面積，能使煤充分的燃燒，能減少一氧化碳，但不能減少二氧化硫的產(chǎn)生，故錯誤，不符合題意。6.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.

實驗時應先點燃酒精燈后通CO

B.

充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色

C.

b處可用澄清石灰水檢驗生成的CO2

D.

可用NaOH溶液吸收尾氣中的CO【答案】C【解析】A.由于CO是可燃性氣體，實驗時要先通CO排出管內(nèi)空氣，再點燃酒精燈，故不符合題意；B.a處氧化鐵和一氧化碳在加熱條件下生成鐵和二氧化碳，可觀察到固體有紅色變?yōu)楹谏什环项}意；C.二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，檢驗二氧化碳可以用澄清石灰水，故符合題意；D.一氧化碳不與氫氧化鈉溶液反應，不能用氫氧化鈉溶液吸收CO，故不符合題意。7.用一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為鐵的具體過程是：Fe2O3→A.

裝置中漏斗的作用是防止倒吸

B.

通過實驗現(xiàn)象可以判斷氧化鐵是否完全轉(zhuǎn)化為鐵

C.

該實驗中所有的化學反應里，氧元素的化合價均未改變

D.

當硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為74%時，固體成分是Fe3O4和FeO【答案】D【解析】A、一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是點燃過量的一氧化碳，防止污染空氣，不符合題意；B、隨著反應的進行現(xiàn)象為：玻璃管中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏?，通過實驗現(xiàn)象不可以判斷氧化鐵是否完全轉(zhuǎn)化為鐵，因為鐵和四氧化三鐵和氧化亞鐵均為黑色固體，不符合題意；C、該實驗中所有的化學反應里，最后一步一氧化碳在空氣中點燃生成二氧化碳，其中氧氣為單質(zhì)，化合價為0價，生成物二氧化碳中氧元素化合價為-2價，化合價發(fā)生變化，不符合題意；D、Fe2O3、Fe3O4和FeO中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)依次為56×256×2+16×3×100%=70%8.實驗室用圖裝置模擬煉鐵。下列說法正確的是（

）A.

磁鐵礦的主要成分是Fe2O3

B.

應先加熱Fe2O3再通入CO

C.

紅棕色的Fe2O3逐漸變黑

D.

氣體通過澄清石灰水后可直接排放【答案】C【解析】A.磁鐵礦的主要成分是Fe3O4，赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，故不符合題意；B.一氧化碳屬于可燃性氣體，混有一定的空氣遇明火會發(fā)生爆炸，故應先通一氧化碳，將裝置內(nèi)的空氣排盡，然后加熱，以防爆炸，故不符合題意；C.一氧化碳和三氧化二鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，三氧化二鐵是紅色的，鐵粉是黑色的，故紅棕色的Fe2O3逐漸變黑，故符合題意；D.一氧化碳有毒，防止未反應的一氧化碳污染空氣，應增加尾氣處理裝置，不能直接排放，故不符合題意。9.分析木炭還原氧化銅、CO還原氧化銅這兩個化學反應，結論正確的是（

）A.

反應條件都是加熱

B.

碳元素的化合價在反應前后不變

C.

都可用于實驗室制取CO2

D.

C和CO都具有還原性【答案】D【解析】A、木炭還原氧化銅反應條件是高溫，CO還原氧化銅反應條件是加熱，A不符合題意；B、木炭還原氧化銅，生成銅和二氧化碳，碳元素的化合價由0價變?yōu)?4價，CO還原氧化銅，生成銅和二氧化碳，碳元素的化合價由+2價變?yōu)?4價，B不符合題意；C、這兩個反應都不適合實驗室制取CO2，因為反應條件是高溫或加熱，操作比較難，且收集到的二氧化碳?；煊幸谎趸?，C不符合題意；D、C和CO都能與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，在反應中都得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應，具有還原性，D符合題意。10.如圖是一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置圖。下列有關說法正確的是（

）A.

實驗中觀察到黑色粉末變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁

B.

硬質(zhì)玻璃管中反應的化學方程式為3CO＋Fe2O3=2Fe＋3CO2

C.

實驗過程中要先點燃酒精噴燈，再通入一氧化碳

D.

該實驗中酒精燈的作用是處理尾氣【答案】D【解析】【解答】A.實驗中一氧化碳和紅色的氧化鐵固體反應生成二氧化碳和黑色的鐵單質(zhì)，因此觀察到紅色粉末變?yōu)楹谏吻迨宜儨啙?，故不符合題意。B.硬質(zhì)玻璃管中一氧化碳和鐵粉在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為3CO＋Fe2O3高溫__2Fe＋3COC.實驗過程中為了防止一氧化碳在不純的條件下加熱容易發(fā)生爆炸，因此要先通入一氧化碳一段時間，把里面的空氣排出，再點燃酒精噴燈，故不符合題意。D.一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染空氣，因此要進行尾氣處理，在該實驗裝置末點燃一盞酒精燈可以將一氧化碳燃燒產(chǎn)生不污染空氣的二氧化碳，因此酒精燈的作用是處理尾氣。故符合題意。二、計算題（共2題；共6分）11.請回答下列與工業(yè)煉鐵有關的問題。（1）工業(yè)上常用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵，其原理可用化學反應方程式表示為，其中表現(xiàn)出還原性的物質(zhì)是________；（2）若用160t氧化鐵，理論上可煉得純鐵________t?！敬鸢浮浚?）Fe2O3+3CO高溫__2Fe+3CO【解析】【解答】（1）一氧化碳和赤鐵礦在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，反應方程式為Fe2O3+3CO高溫__2Fe+3COFe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2160112160tx160160t=11212.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把鐵還原出來。計算：（1）Fe2O3的相對分子質(zhì)量是：________

（2）5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中，其氧化鐵的質(zhì)量是________

t；

（3）上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98%的生鐵________

t

【答案】（1）160（2）4200（3）3000【解析】⑴Fe2O3的相對分子質(zhì)量是：56×2+16×3=160；⑵5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中，其氧化鐵的質(zhì)量是5000t×84%=4200t；⑶上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98%的生鐵的質(zhì)量為（4200t×）/98%=3000t。三、實驗探究題（共1題；共10分）13.某小組在實驗室利用如下裝置進行實驗:I.CO還原Fe2O3;II.探究產(chǎn)物成分。（1）I.CO還原Fe2O3檢查裝置氣密性、添加藥品、連接裝置，接下來的操作是________(填序號);a.先通一氧化碳;b.先點燃酒精噴燈加熱（2）寫出該條件下CO還原Fe2O3的化學方程式:________。（3）上圖裝置中不足之處是________。（4）II.探究產(chǎn)物成分對黑色產(chǎn)物的成分進行探究:①經(jīng)查閱資料可知，在不同溫度下，該還原反應的過程如下:②已知Fe3O4、FeO與稀鹽酸反應不會產(chǎn)生氣泡，與CuSO4溶液不反應。提出問題:反應后所得黑色固體的成分?提出猜想:關于黑色固體組成有很多種可能，現(xiàn)針對其中三種合理猜想進行探究①Fe3O4和FeO②________和________(寫化學式)③Fe.實驗驗證過程如下:操作反應現(xiàn)象化學方程式步驟1:取少量黑色固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩。固體:黑色固體完全消失;液體:由無色變?yōu)闇\綠色;氣體:有氣泡產(chǎn)生。步驟2:取少量黑色固體于試管中，滴加足量CuSO4溶液，振蕩。固體:黑色固體完全消失，，液體:________。Fe+CuSO4=Cu+FeSO4得出結論:猜想________是正確的(選填“①”或“②”或“③”);（5）稱重分析:由以上實驗可知，若有純凈Fe2O3(相對分子質(zhì)量為160)樣品16g，通入CO完全反應(到固體質(zhì)量不再減少)，剩余固體質(zhì)量為________g?！敬鸢浮浚?）a（2）3CO+Fe2O3高溫__2Fe+3CO【解析】（1）使用一氧化碳還原氧化鐵，正確的實驗步驟是：檢查裝置氣密性、添加藥品、連接裝置、通入一氧化碳一段時間、加熱。故答案為：a；（2）一氧化碳在高溫下還原氧化鐵，生成鐵和二氧化碳。故答案為：3CO+Fe2O3高溫__2Fe+3CO2；（3）實驗室使用一氧化碳還原氧化鐵時，一氧化碳要先通入一段時間，而一氧化碳有毒，且會污染大氣。所以應該在實驗裝置尾部