探究鐵的冶煉實驗-中考化學(xué)必考實驗

探究鐵的冶煉實驗

1.一氧化碳還原氧化鐵實驗：(氧化鐵是鐵銹主要成分，為紅色，還原出來的鐵粉是黑色)

高溫

煉鐵原理：FeG+3co2Fe+3C0,。用磁鐵礦煉鐵的化學(xué)方程式是

(1)A管現(xiàn)象：紅色固體變成黑色,發(fā)生的化學(xué)方程式為Fe」+3C0高溫2Fe+3C0”

(2)B處現(xiàn)象：石灰水變渾濁,發(fā)生的化學(xué)方程式為水dCaSH)產(chǎn)CaCQ,J+Hg。

石廖(3)C處現(xiàn)象：燃燒發(fā)出藍色火焰，放出熱量,發(fā)生的化學(xué)方程式為2C0+0瞅2C0：

灰清

水的

(4)在本實驗中，B裝置作用是證明反應(yīng)生成CO,并除去CO”C裝置的作用：防止有毒的

C0污染空氣。

(5)尾氣的處理方法有點燃、用氣球收集、用排水法收集。

(6)實驗開始時要注意先通入驗純的C0一會兒再加熱，目的是排凈裝置內(nèi)空氣，防止C0

與空氣混合遇明火而爆炸。實驗結(jié)束時要注意先停止加熱繼續(xù)通入C0直到冷卻為止;目的

是防止很熱的鐵被氧化。

(7)在此實驗中，證明還原出鐵的方法：物理方法是用磁鐵吸引，有物質(zhì)被吸引說明生成

了鐵,化學(xué)方法是向固體中滴加稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡則證明生成了鐵。(2)實驗注意事項：

①先通入一氧化碳氣體，目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱后，發(fā)

生爆炸；

②實驗完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳氣體，直到玻璃管冷卻，一是防止高溫下的鐵與空氣接

觸，被氧化為氧化鐵，二是還可防止澄清石灰水倒吸；

③尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要收集或點燃，以防止直接排放污染

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；

高溫

⑶反應(yīng)原理：赤鐵礦煉鐵原理FeM+3C0=2Fe+3cOz；磁鐵礦煉鐵原理FeM+

高溫

4co三三3Fe+4c0?

1

(4)用化學(xué)方程式表示，高爐中如何產(chǎn)生一氧化碳：C+oT^CO，'C+CO?=^2co。

(5)產(chǎn)品：生鐵0

(6)石灰石的作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣除去。

⑺煉鐵拓展：菱鐵礦成分是FeCO”用它煉鐵的缺點是含鐵量低;黃鐵礦主要成分是FeS”

用它煉鐵的缺點是含鐵量低且會產(chǎn)生二氧化硫污染空氣

(8)高爐煤氣中含氮氣、稀有氣體、翦、C0＞煙塵等,其中大氣污染物是C0、煙塵。

2

1.（2022年湖南省衡陽市中考）煉鐵的主要原料是赤鐵礦（主要成分是FeQ）、焦炭、空氣、

石灰石，轉(zhuǎn)化過程如圖：

⑴在此轉(zhuǎn)化過程中體現(xiàn)了焦炭的化學(xué)性質(zhì)有o（寫一條即可）

（2）③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

⑶世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于其年產(chǎn)量的20限40%,請你寫出一種

防止鐵制品銹蝕的方法o

2.（2022年四川省瀘州市中考）同學(xué)們觀看央視《發(fā)現(xiàn)》《走進科學(xué)》節(jié)目后，對節(jié)目中介紹

人類使用金屬材料的年代及其背后的科學(xué)原理產(chǎn)生了興趣，于是查閱Al、Cu、Fe、Ag四種

金屬元素的信息形成下表資料。

①②③④

元素編號

金屬材料使用的大

公元前7000年公元前4000年公元前2200年公元1827年

致年代

在地殼中的含量/%0.0070.000014.757.73

請回答相關(guān)問題。

⑴我們的祖先很早就掌握了煉銅的工藝，最初他們將___________L填化學(xué)式）和孔雀石（主

要成分是Cu2（OH）2C03）混合后加熱就得到了紅色的金屬銅。

⑵A1元素的單質(zhì)是在電發(fā)現(xiàn)之后，通過電解A1◎才工業(yè)化生產(chǎn)的，則A1在表中的編號是

⑶大家發(fā)現(xiàn)金屬材料使用年代的先后規(guī)律一般是：金屬越活潑使用年代越遲。但上表中某

元素因含量過低而出現(xiàn)了例外。綜合分析，①、②、③元素依次是o

3.（2022年四川省成都市中考）我國有著悠久的鋼

鐵冶煉史，《天工開物》中記載的“炒鋼法”如圖1,

該方法的生產(chǎn)過程可用圖2表示。

3

空氣潮泥灰

鐵礦石、煤鯉，I煉，加卜I方塘鋼

圖2

資料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②鐵的熔點是1535C。

根據(jù)圖文回答下列問題。

⑴常見的鐵礦石有赤鐵礦和(寫一種)。

(2)不斷鼓入空氣的目的是。

(3)煉鐵爐中生成鐵的化學(xué)方程式為___________________________。

⑷撒入潮泥灰主要作用是0不斷翻炒液態(tài)生鐵，是為了降低元素的含量。

(5)鋼的性能優(yōu)良，如鋼的熔點比純鐵,易于加工。

4.(2022遼寧大連中考)早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。

(1)用赤鐵礦(主要成分是FeA)和一氧化碳煉鐵的化學(xué)方程式為_________。

(2)常見的鐵合金有和鋼。醫(yī)療器械用不銹鋼制而不用純鐵制是因為不銹鋼具有

、的性質(zhì)。

(3)鐵制品銹蝕會造成金屬資源的浪費，防止鐵銹蝕可采用的方法之一是;為了

保護金屬資源，除防止金屬的腐蝕外，還可以采取的措施有(寫一條)。

5.(2022湖南益陽中考)(4分)金屬發(fā)現(xiàn)與使用的歷史，體現(xiàn)了人們對其性質(zhì)的認識和科

技發(fā)展的水平。

(1)我國早在春秋戰(zhàn)國時期就開始使用鐵器。鐵制品長期暴露在空氣中會發(fā)生銹蝕，原因

是鐵與空氣中的水和反應(yīng)生成鐵銹(主要成分是FeztVxHeO),Fez()3中鐵元素

的化合價是_______;

(2)西漢時期，我國首開''濕法煉銅”之先河，其原理是Fe和CuSO,溶液的反應(yīng)。寫出

該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________，該反應(yīng)的基本類型是

4

1.（2022年湖南省衡陽市中考）煉鐵的主要原料是赤鐵礦（主要成分是FeQ）、焦炭、空氣、

石灰石，轉(zhuǎn)化過程如圖：

（1）在此轉(zhuǎn)化過程中體現(xiàn)了焦炭的化學(xué)性質(zhì)有0（寫一條即可）

（2）③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是o

⑶世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于其年產(chǎn)量的20限40%,請你寫出一種

防止鐵制品銹蝕的方法o

【答案】（1）還原性或者可燃性

高溫

⑵Fe2O3+3CO2Fe+3c。2

⑶刷漆（合理即可）

【解析】

（1）碳能在空氣中燃燒、二氧化碳與碳反應(yīng)生成一氧化碳，說明碳具有可燃性、還原性。

（2）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，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

IWI溫

FeiOs+3CO2Fe+3cO2

（3）防止鐵生銹是保護金屬資源的一種有效途徑，防止鐵生銹的方法:涂油、刷漆、制成合金、鍍

一層金屬等。

2.（2022年四川省瀘州市中考）同學(xué)們觀看央視《發(fā)現(xiàn)》《走進科學(xué)》節(jié)目后，對節(jié)目中介紹

人類使用金屬材料的年代及其背后的科學(xué)原理產(chǎn)生了興趣，于是查閱Al、Cu、Fe、Ag四種

金屬元素的信息形成下表資料”

?②③④

元素編號

金屬材料使用的大致

公元前7000年公元前4000年公元前2200年公元1827年

年代

在地殼中的含量/%0.0070.000014.757.73

請回答相關(guān)問題。

⑴我們的祖先很早就掌握了煉銅的工藝，最初他們將L填化學(xué)式）和孔雀石（主

要成分是Cu2（OH）2C03）混合后加熱就得到了紅色的金屬銅。

（2）A1元素的單質(zhì)是在電發(fā)現(xiàn)之后，通過電解Aiq才工業(yè)化生產(chǎn)的，則A1在表中的編號是

5

(3)大家發(fā)現(xiàn)金屬材料使用年代的先后規(guī)律一般是：金屬越活潑使用年代越遲。但上表中某

元素因含量過低而出現(xiàn)了例外。綜合分析，①、②、③元素依次是o

【答案】⑴C

⑵④

(3)銅、銀、鐵

【解析】

⑴CuKOH)2c0,加熱會得到氧化銅，要得到紅色的金屬銅，需要加入還原劑炭粉，碳和氧

化銅高溫條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，化學(xué)式為：C；

⑵A1元素的單質(zhì)是在電發(fā)現(xiàn)之后，故鋁是四種元素中人類利用最晚的金屬，故A1在表中的

編號是④；

⑶金屬活動性強到弱是鐵、銅、銀，鐵在地殼中含量在金屬中是第二位，故③是鐵，銅比

銀活潑，金屬越活潑使用年代越遲，但銀含量比銅低的多，上表中某元素因含量過低而出現(xiàn)

了例外，故①是銅，②是銀，故綜合分析，①、②、③元素依次是銅、銀、鐵。

3.(2022年四川省成都市中考)我國有著悠久的鋼鐵冶煉史，《天工開物》中記載的“炒鋼法”

如圖1,該方法的生產(chǎn)過程可用圖2表示。

［氣潮灰

鐵礦石、煤艇土|煉鐵爐卜?方塘?■^雪鋼

圖2

資料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②鐵的熔點是1535℃o

根據(jù)圖文回答下列問題。

⑴常見的鐵礦石有赤鐵礦和(寫一種)。

(2)不斷鼓入空氣的目的是o

⑶煉鐵爐中生成鐵的化學(xué)方程式為。

⑷撒入潮泥灰主要作用是o不斷翻炒液態(tài)生鐵，是為了降低元素的含量。

6

⑸鋼的性能優(yōu)良，如鋼的熔點比純鐵，易于加工。

【答案】（1）磁鐵礦（或菱鐵礦）

（2）提高爐溫

高溫高溫

（3）Fe2O3+3CO——2Fe+3co?（或Fe3O4+4CO——3Fe+4CO2）

（4）除雜碳或C⑸低

【解析】

（1）常見的鐵礦石有赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦；

⑵不斷鼓入空氣的目的是為燃燒提供充足的氧氣，使燃燒更加充分，為反應(yīng)提供更高的溫

度；

⑶赤鐵礦的主要成分為氧化鐵，磁鐵礦的主要成分為四氧化三鐵，氧化鐵與一氧化碳在高

高溫

溫下反應(yīng)生成鐵與二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3c02；四氧化三

鐵與一氧化碳在高溫下反應(yīng)生成鐵與二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)方程式為：

高溫

Fe3（）4+4CO3Fe+4CO2；

（4）潮泥灰的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣在煉鐵過程中的主要作用是吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的雜質(zhì)，產(chǎn)

生爐渣，故撒入潮泥灰達到除雜的目的；鐵的熔點是1535℃,則液態(tài)的生鐵為溫度很高，不

斷翻炒液態(tài)生鐵，是為了讓生鐵中的碳與氧氣接觸燃燒，以達到降低碳元素含量的目的；

⑸鋼是鐵與碳等物質(zhì)形成的合金，合金的熔點比其中組成中的純金屬熔點低，故鋼的熔點

比純鐵熔點低。

4.（2022遼寧大連中考）早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。

（1）用赤鐵礦（主要成分是FeM）和一氧化碳煉鐵的化學(xué)方程式為o

（2）常見的鐵合金有和鋼。醫(yī)療器械用不銹鋼制而不用純鐵制是因為不銹鋼具有

、的性質(zhì)。

（3）鐵制品銹蝕會造成金屬資源的浪費，防止鐵銹蝕可采用的方法之一是;為了

保護金屬資源，除防止金屬的腐蝕外，還可以采取的措施有（寫一條）。

高溫

【答案】⑴Fe2O3+3CO2Fe+3cO2

（2）①.生鐵②.硬度大

③.耐腐蝕

（3）①.刷漆（合理即可）

②.金屬的回收利用、有計劃、合理地開采礦物、尋找金屬替代品

7

【解析】

（1）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：

Fe2O3+3CO2Fe+3cO2；

（2）