沪教版九年级上册《5.2 金属矿物 铁的冶炼》2023年同步练习卷
一、选择题
1．下列变化中，与其他三种变化有本质区别的是（ ）
A．铁生锈
B．氯化氢和氨气混合，产生白烟
C．水结冰
D．饭变馊
2．下列有关铁的说法错误的是（ ）
A．纯铁比生铁硬
B．生铁的含碳量比钢高
C．高炉炼铁最终得到的不是纯铁
D．铁能制成铁丝是利用了铁的延展性
3．金属是重要的资源。下列有关金属制备的说法错误的是（ ）
A．“湿法炼铜”的化学原理可以表示为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
B．电解氯化镁可以制备金属镁，该反应为分解反应
C．工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁，该反应属于置换反应
D．金矿中的金是以单质形式存在，用物理方法可以制得
4．下列关于金属的说法正确的是（ ）
A．人类使用金属铝的年代早于铜、铁
B．“真金不怕火炼”表明金（Au）在高温条件下也很难与氧气反应
C．通过高炉炼得的铁为纯铁
D．铁是地壳中含量最多的元素
5．下列有关资源、环境和能源的说法中，错误的是（ ）
A．赤铁矿石的主要成分是Fe2O3
B．空气中CO2含量过高会形成酸雨
C．煤、石油、天然气是三种重要化石燃料
D．工业上的废气、废水、废渣会污染环境
6．如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是（ ）
A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳
B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色
C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7
D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气
二、填空题
7．如图为A～D物之间的转化关系，部分转化条件未标出．已知：A为黑色固体单质，B为红色粉末，A、D形成的合金是生产、生活中使用最多的金属材料，甲为常见的气体单质．请按要求完成下列空白：
（1）A的原子结构示意图为 ；
（2）B+C＝D+E的化学方程式为 ；
（3）E与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式为 ．
8．阅读下列材料。
金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为碳素钢和合金钢。根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢，其性能和用途如图所示。
合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能。
铝合金是目前用途广泛的合金之一，例如硬铝的密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。将某种铝合金放入氢氧化钠溶液中，其中的铝会与氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和一种可燃性气体。
近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金。例如：钛合金与人体具有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨；耐热合金和形状记忆合金广泛应用于航空航天等。
回答下列问题：
（1）用量最大、用途最广的合金是 。
（2）钢的含碳量是 ；可用于制造器械、弹簧和刀具等的是 碳钢。
（3）制造飞机和宇宙飞船利用了硬铝 （填标号）的性质。
A．密度小
B．强度高
C．具有较强的抗腐蚀能力
D．硬而脆
（4）可以用来制造人造骨的是 合金。
（5）铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。
三、计算题
9．改革开放40年来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已经稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）炼铁，请回答下列问题：
（1）炼铁过程中，碳的作用是 。
（2）若该厂每天需消耗5000t含三氧化二铁80%的赤铁矿石，理论上可日产纯铁的质量是多少？（ 要求根据化学方程式计算并写出过程）
四、解答题
10．2019年1月3日嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星传回了近距离拍摄的月背影像图，揭开了月背的神秘面纱。“鹊桥”号上伞状通信天线是用表面镀金的钼丝编织而成的金属网。这种镀金钼丝纤维只有头发丝四分之一细，其性能稳定。“编”出来的金属网既强韧，受得住发射飞行外力“折腾”，又能在太空中收放自如，可以说是“刚柔并济”。
（1）钼能制成细丝，是利用了钼 性。
（2）钼丝表面镀金，原因之一是利用了金的化学性质 。
（3）我国的钼矿储量非常丰富，用辉钼矿（MoS2）制备的过程如图
①完成过程Ⅰ中反应的化学方程式：2MoS2+7O22MoO3+4 。
②过程Ⅱ分两个阶段：
第一阶段反应中反应物与生成物的化学计量数之比为1：1：1：1
写出下列化学方程式
第一阶段 。
第二阶段 ，该反应的基本反应类型为 。
11．人类历史发展的不同阶段曾以不同金属材料的使用作为标志。
（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明他们的化学性质都 。
（2）在生产生活实践中，人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。
①）比较两种铁矿石磁铁矿（主要成分Fe3O4）和菱铁矿（主要成分FeCO3），从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”，其原因是 。
②近代工业上采用电解熔融氧化铝（Al2O3）的方法冶炼铝，Al2O3分解后得到两种单质，该反应的化学方程式为 。
（3）镁铝合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。一种镁铝合金Mg17Al12是特殊的储氢材料，完全吸收氢气后得到MgH2和Al，该反应的化学方程式为 。
（4）钛和钛合金是21世纪的重要的金属材料。钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，是因为其 （填字母序号）非常好。
A．可塑性 B．机械性能 C．抗腐蚀性能
（5）铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈。已知：2FeCl3+Fe＝3FeCl2
①铁锈的主要成分是 （填化学式）：将生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中充分反应，变化过程中最多涉及 种化学反应基本类型。
②将10g表面生锈的铁钉（杂质已忽略）浸泡在100g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸中充分反应，观察到铁锈已完全消失。反应停止后，取出光亮的铁钉洗涤、干燥、称量，质量为3.6g。则原锈铁钉中铁元素的质量分数为 。
（6）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有 （填字母序号）。
A．金属原料的成本 B．生成过程中的能耗和污染 C．金属的回收利用
五、工艺流程题
12．夏季，小明起了湿疹，医生给他开了炉甘石（主要成分碳酸锌，难溶于水）清洗剂。炉甘石与赤铜（Cu2O）、木炭粉加热到约800℃，得到一种外观似金子的合金，该冶金方法在我国有着悠久历史，其生产流程如图1。分析过程，回答问题：
（1）加热时，发生的主要化学反应方程式为：
①碳酸锌加热到800℃生成氧化锌的化学方程式： 。
②2ZnO+C2Zn+CO2↑。
③2CuO+C4Cu+CO2↑。
（2）②和③均利用了碳的还原性，反应的基本类型是 。
（3）以上是火法炼铜的方法，湿法炼铜方法所利用的化学方程式为 。
（4）用上述方法制得的黄铜，其熔点比铜的 。
六、科学探究题
13．某兴趣小组为探究金属活动性强弱，分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。
（1）比较金属活动性强弱：铝比铜 （填“强”或“弱”），比较的依据： 。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式： 。
（2）小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时，发现试管中出现灰白色沉淀，该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究：
【提出假设】
假设一：含有氯化镁
假设二：含有镁粉
假设三：含有氢氧化镁 ……
【查阅资料】①氯化镁易溶于水；②在一定条件下，镁可与冷水缓慢反应。
【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入两支试管中，进行如下实验：
编号 实验操作 实验现象
实验1 加入适量蒸馏水，搅拌 沉淀未见减少
实验2 加入适量稀盐酸 沉淀全部溶解，没有气泡产生
【得出结论】由实验1可知，假设 不成立；由实验2可知，沉淀中不含 。假设三 （填“成立”、“可能成立”或“不成立”）。
【实验反思】实验后同学们请教老师得知，灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁，碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口，预期的实验现象是 。
沪教版九年级上册《5.2 金属矿物 铁的冶炼》2023年同步练习卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A、铁生锈，生成了一种红棕色的新物质铁锈，主要成分是氧化铁，所以有新物质生成，属于化学变化；
B、氯化氢和氨气混合产生白烟是氯化氢与氨气反应生成的白色固体小颗粒氯化铵，所以属于化学变化；
C、水结冰只是状态发生了变化，并没有新物质生成，属于物理变化；
D、饭变馊是由于生成了有毒物质，所以有新物质生成，属于化学变化。
因此C与其他三种变化有本质区别.
故选：C。
2．【解答】解：A、生铁是铁的合金，所以生铁的硬度比铁大。故A错误；
B、生铁的含碳量比钢高，故B正确；
C、高炉炼铁得到的是生铁，所以得到的不是纯铁，故C正确；
D、铁能制成铁丝是利用了铁的延展性，故D正确。
故选：A。
3．【解答】解：A、古代湿法炼铜是铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁溶液和铜，反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，故选项说法正确。
B、电解氯化镁可以制备金属镁，同时生成氯气，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项说法正确。
C、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项说法错误。
D、金矿中的金能以单质形式存在，用物理方法进行分离，故选项说法正确。
故选：C。
4．【解答】解：A、使用最早的金属是铜，其次是铁和铝，与金属的活动性顺序有关，故说法错误；
B、金的活动性最弱，不和氧气反应，故说法正确；
C、高炉炼铁得到的是生铁，含有杂质碳，故说法错误；
D、地壳中含量最多的元素是氧元素，故说法错误；
故选：B。
5．【解答】解：A．赤铁矿石的主要成分是Fe2O3，选项说法正确；
B．空气中CO2含量过高会加剧温室效应，选项说法错误；
C．煤、石油、天然气是三种重要化石燃料，选项说法正确；
D．工业上的废气、废水、废渣会污染环境，选项说法正确。
故选：B。
6．【解答】解：A、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法错误。
B、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，故选项说法错误。
C、反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为160：（28×3）＝40：21，故选项说法错误。
D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，故选项说法正确。
故选：D。
二、填空题
7．【解答】解：（1）A、D形成的合金是生产、生活中使用最多的金属材料，所以是铁的合金，铁的合金中含有铁、碳等物质，A为黑色固体单质，所以A是碳，D是铁，B是红色粉末，C是由碳和甲反应生成的，能够和B反应生成铁，因此C具有还原性，结合常见的还原剂有氢气、一氧化碳、木炭等进行分析，可知C是一氧化碳，所以甲是氧气，B是氧化铁，D是铁，E是二氧化碳，经过验证，推出的各种物质均满足题意，推导合理，所以A是碳，原子结构示意图为：；
（2）B+C＝D+E的反应是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，
化学方程式为：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；
（3）通过推导可知E是二氧化碳，二氧化碳和Ba（OH）2溶液反应生成白色的碳酸钡沉淀和水，
化学方程式为：CO2+Ba（OH）2＝BaCO3↓+H2O．
故答案为：（1）
（2）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；
（3）CO2+Ba（OH）2＝BaCO3↓+H2O．
8．【解答】解：（1）由题干信息可知，钢是用量最大、用途最广的合金，故填：钢；
（2）钢的含碳量为0.03%～2%；高碳钢可用于制造器械、弹簧和刀具等；故填：0.03%～2%；高；
（3）硬铝的密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料；故填：ABC；
（4）钛合金与人体具有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨；故填：钛；
（5）铝会与氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和一种可燃性气体﹣﹣氢气，化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；故填：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。
三、计算题
9．【解答】解：（1）炼铁要用到焦炭，它有两个作用，炼铁需要高温，一方面焦炭在燃烧的过程中能放出大量的热，另一方面炼铁还需要一氧化碳，焦炭又可以把刚生成的二氧化碳还原为一氧化碳。故填：燃烧提供热量，提高炉温；反应生成还原剂一氧化碳。
（2）设日产含纯铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
5000t×80% x
x＝2800t
答：理论上可日产纯铁的质量是2800t。
四、解答题
10．【解答】解：（1）钼能制成细丝，是利用了钼的延展性；
（2）钼丝表面镀金，是为了防止钼与其他物质发生反应，原因之一是利用了金的化学性质稳定性；
（3）①在化学方程式：2MoS2+7O22MoO3+4 中，反应物：2个Mo；4个S；14个氧原子；生成物中：2个Mo；6个O；
故空格上的化学式是：SO2；
②根据题干所给信息和框图进行分析。
第一阶段：MoO3和H2在高温的条件反应生成MoO2和H2O，化学方程式为：MoO3+H2MoO2+H2O；
第二阶段：MoO2和H2在高温的条件反应生成Mo和水，化学方程式为：MoO2+2H2Mo+2H2O；该反应符合“一换一”的特点，是置换反应；
故答案为：
（1）延展；
（2）不活泼；
（3）①SO2；
②MoO3+H2MoO2+H2O MoO2+2H2Mo+2H2O 置换反应。
11．【解答】解：（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明他们的化学性质都不活泼；
（2）①在Fe3O4中铁元素的质量分数＝≈72.4%；
在FeCO3中铁元素的质量分数＝≈42.3%，所以磁铁矿中铁元素的含量更高；
②Al2O3在通电的条件下生成Al和O2，化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑；
（3）反应物是Mg17All2和H2，生成物是MgH2和Al，化学方程式为：Mg17All2+17H2＝17MgH2+12Al；
（4）由于钛合金抗腐蚀性能非常好，所以钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，故选：C；
（5）①铁锈的主要成分是Fe2O3（或者Fe2O3 xH2O）；将生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中充分反应，变化过程中发生的反应有：Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O，符合“两交换，价不变”的特征是复分解反应；Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，符合“一换一”的特征是置换反应；2FeCl3+Fe＝3FeCl2，符合“多变一”是化合反应，所以变化过程中最多涉及三种种化学反应基本类型；
②充分反应后都生成了FeCl2，根据质量守恒定律可知，FeCl2中的氯元素全部来自于盐酸，设FeCl2中铁元素的质量为x。 x＝5.6g，
原锈铁钉中铁元素的质量分数为：
＝92%
（6）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有金属原料价格是否便宜、生成过程中的能耗和污染是否大、金属是否便于回收和利用等，故选：ABC。
故答案为：
（1）不活泼；
（2）①磁铁矿中铁元素的含量更高；
②：2Al2O34Al+3O2↑；
（3）Mg17All2+17H2＝17MgH2+12Al；
（4）C；
（5）①Fe2O3；三；
②92%；
（6）ABC。
五、工艺流程题
12．【解答】解：（1）碳酸锌加热到800℃生成氧化锌，同时生成二氧化碳，反应的化学方程式为：ZnCO3ZnO+CO2↑。
（2）②和③分别是2ZnO+C2Zn+CO2↑、2CuO+C4Cu+CO2↑，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
（3）湿法炼铜，即铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
（4）合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，黄铜的熔点比铜的低。
故答案为：
（1）ZnCO3ZnO+CO2↑；
（2）置换反应；
（3）Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
（4）低。
六、科学探究题
13．【解答】解：（1）比较金属活动性强弱：铝比铜强，比较的依据：铝可以和盐酸反应，铜不和盐酸反应，镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。
故填：强；铝可以和盐酸反应，铜不和盐酸反应；Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。
（2）【得出结论】
由实验1可知，假设一不成立，是因为沉淀未见减少，而氯化镁易溶于水；
由实验2可知，沉淀中不含镁粉，是因为镁能和盐酸反应生成氢气，过程中产生气泡；
假设三可能成立，是因为氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水，过程中不产生气泡。
故填：一；镁粉；可能成立。
【实验反思】
取少量灰白色沉淀于试管中加热，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口，预期的实验现象是滤纸条变红，是因为可能生成的氯化氢能和水结合生成盐酸，盐酸能使石蕊试液变红色。
故填：滤纸条变红。
