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6.3 金属矿物与金属冶炼
1.炼铁的主要原料是 (??)
A、石灰石、焦炭、生铁
B、焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C、石灰石、焦炭、铁矿石
D、铁矿石、氧气、二氧化锰
2. 2.8克CO在高温下跟5.8克铁的某种氧化物完全反应，这种氧化物是 (??)
A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4 D、无法确定
3．在下列铁的化合物中，铁元素的质量分数最高的是( )
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．FeS
4. 下列变化属于物理变化的是（ ）
A、铁矿石炼成铁 B、铁矿石粉碎
C、铁丝在氧气中燃烧 D、铁的生锈
5. 下列变化过程不属于金属冶炼的是（ ）
A、电解氧化铝 B、铁在氧气中燃烧
6. 在高炉炼铁的反应中，CO 是（ ）
A、氧化剂 B、还原剂 C、氧化剂 D、提高炉温
解析：高炉炼铁的反应为3CO+Fe203高温2Fe+3CO2.一氧化碳还原氧化铁，氧化铁失去了氧，被还原，是氧化剂；一氧化碳得到氧，被氧化，是还原剂。
7．某工厂要用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，杂质不含铁元素）来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是（ ）
A．120 t B．108 t C．96 t D．84 t
8. 常见的铁矿石有：磁铁矿( 主要成分是 Fe3O4 )、赤铁矿( 主要成分是 Fe2O3 )、褐铁矿( 主要成分是Fe2O3·3H2O)、菱铁矿( 主要成分是 FeCO3)、黄铁矿( 主要成分是 FeS2 ) 。其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为________________________ ，理由为__________________________________ 。
9.没有金属，生活是难以想象的，请你利用所学知识回答下列问题：
（1）为了全民的健康，卫生部推广使用强化加铁酱油。这里的“铁”指的是________(填“单质”“元素”或“原子”)。
（2）地壳中含量最高的金属元素是________(用化学符号表示)。
（3） “沙里淘金”说明黄金在自然界中能够以________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
（4）2010年上海世博会中国馆——“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝土制成的核心筒。其中钢属于________(填“纯净物”或“混合物”)；生铁和钢是铁的两种合金，它们最大的不同是________不同。成语“百炼成钢”的化学含义是将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢。请写出其中重要的化学方程式：____________________________________________________________。
10.我国首开“湿法炼铜”之先河，西汉刘安所著的《淮南万毕术》中已有“曾青得铁化为铜”的记载。试回答下列问题：
“湿法炼铜”的原理可用一个化学方程式表示为_________________________________；
上述化学反应属于________反应。
1．炼铁高炉中发生了下列反应：属于化合反应的是()
①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石
③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧
A．①和④ B．②和③ C．③和④ D．只有④
2．钢铁是非常重要的金属材料，在实验室可用下图装置模拟工业炼铁，请回答下列问题。
(1)写出a试管中的实验现象：________，发生反应的化学方程式为________________；b试管中实验现象：______________，发生反应的化学方程式为__________________。
(2)实验过程中，常在装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯(灯焰处于导气管口)，这样做的目的是__________________________________________________________________。
(3)为检验反应后有铁生成，进行如下实验：将反应后的固体取少量放入稀盐酸中，观察到的现象是_____________________________________________________________________。
3．联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：
请回答下列问题：
(1)写出设备A的名称：________；
(2)写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式：________________________________________________________________________；
(3)应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是_____________________。
4.某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验，其装置如图所示。
（1）A处发生反应的化学方程式是 。
（2）B中发生反应的化学方程式是 ；C处点燃酒精灯的目的是 。
（3）实验结束后，小李看到红色固体全部变黑了，认为产物就是单质铁，但小王提出了质疑：还有可能生成其他物质。为了进一步验证其固体成分，小王查到下列资料：①铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁（该化合物中铁有+2、+3两种化合价），其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色；并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。②铁的氧化物（四氧化三铁除外）都能与酸发生反应而溶解。
根据上述信息，小王又设计了两个实验：
［实验1］将黑色固体研磨后，取少量加入足量 稀盐酸溶液中，观察到有气泡出现，溶液未变黄色，据此得出的结论是 。
［实验2］再用磁铁吸引余下黑色固体，实验后即可对黑色固体成分进行判断 。
5. 常见的铁矿石有：磁铁矿( 主要成分是 Fe3O4 )、赤铁矿( 主要成分是 Fe2O3 )、褐铁矿( 主要成分是Fe2O3·3H2O)、菱铁矿( 主要成分是 FeCO3)、黄铁矿( 主要成分是 FeS2 ) 。其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为________________________ ，理由为__________________________________ 。
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6.3 金属矿物与金属冶炼
1.炼铁的主要原料是 (?C?)
A、石灰石、焦炭、生铁
B、焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C、石灰石、焦炭、铁矿石
D、铁矿石、氧气、二氧化锰
解析：根据工业炼铁的原理可知，炼铁的原料中一定要有铁矿石，据此可排除A、B选项。同时炼铁还需要一氧化碳的参与，而D选项中的氧气、二氧化锰是无法产生一氧化碳的。因此D选项是错误的。同时需要注意，石灰石也是炼铁的一种重要原料，它能将铁矿石中的杂质转化成炉渣除去。
2.2.8克CO在高温下跟5.8克铁的某种氧化物完全反应，这种氧化物是 (?C?)
A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4 D、无法确定
解析：CO在反应中转化为二氧化碳，质量由2.8g变成4.4g，增加的质量就是氧元素的质量，其质量为4.4g-2.8g=1.6g。5.8克铁的某种氧化物中铁元素质量=5.8g-1.6g=4.2g，铁的某种氧化物中铁元素与氧元素的原子个数比=4.2g/56：1.6g/16=3: 4;
则铁的某种氧化物的化学式可表示为Fe304;
3．在下列铁的化合物中，铁元素的质量分数最高的是( A )
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．FeS
4. 下列变化属于物理变化的是（ B ）
A、铁矿石炼成铁 B、铁矿石粉碎
C、铁丝在氧气中燃烧 D、铁的生锈
解析：A、铁矿石炼成铁的过程中有新物质铁生成，属于化学变化。故选项错误;
B、铁矿石粉碎的过程中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化。故选项正确;
C、铁丝在氧气中燃烧的过程中有新物质四氧化三铁生成，属于化学变化。故选项错误;
D、铁生锈的过程中有新物质铁锈生成，属于化学变化。故选项错误;
5. 下列变化过程不属于金属冶炼的是（ B ）
A、电解氧化铝 B、铁在氧气中燃烧
C、金属氧化物与焦炭在高温下反应 D、高温下 CO 还原 CuO
解析：常见的冶炼方法有：1、还原法：金属氧化物与还原剂共热；2、置换法：金属盐溶液中加入活泼金属；此外还有电解法和热分解法等。 A、电解氧化铝可制得铝和氧气，正确；B、铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁，不符合金属冶炼的原理，错误；C、焦炭具有还原性，可以在高温条件下，把金属从金属氧化物中还原出来，正确； D、高温下CO能与CuO反应，生成Cu和CO 2，正确。
6. 在高炉炼铁的反应中，CO 是（ B ）
A、氧化剂 B、还原剂 C、氧化剂 D、提高炉温
解析：高炉炼铁的反应为3CO+Fe203高温2Fe+3CO2.一氧化碳还原氧化铁，氧化铁失去了氧，被还原，是氧化剂；一氧化碳得到氧，被氧化，是还原剂。
7．某工厂要用赤铁矿石（主要成分是氧化铁，杂质不含铁元素）来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是（ A ）
A．120 t B．108 t C．96 t D．84 t
解析：
8. 常见的铁矿石有：磁铁矿( 主要成分是 Fe3O4 )、赤铁矿( 主要成分是 Fe2O3 )、褐铁矿( 主要成分是Fe2O3·3H2O)、菱铁矿( 主要成分是 FeCO3)、黄铁矿( 主要成分是 FeS2 ) 。其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为________________________ ，理由为__________________________________ 。
解析：磁铁矿、赤铁矿； 含铁量较大、矿石中不含硫，冶炼中不易产生有害有 SO2 气体。
9.没有金属，生活是难以想象的，请你利用所学知识回答下列问题：
（1）为了全民的健康，卫生部推广使用强化加铁酱油。这里的“铁”指的是________(填“单质”“元素”或“原子”)。
（2）地壳中含量最高的金属元素是________(用化学符号表示)。
（3） “沙里淘金”说明黄金在自然界中能够以________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
（4）2010年上海世博会中国馆——“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝土制成的核心筒。其中钢属于________(填“纯净物”或“混合物”)；生铁和钢是铁的两种合金，它们最大的不同是________不同。成语“百炼成钢”的化学含义是将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢。请写出其中重要的化学方程式：____________________________________________________________。
解析：(1)元素 (2)Al (3)单质 (4)混合物 含碳量 C＋O2CO2
点拨：生产生活中的物质成分一般指的是元素，加铁酱油是补充铁元素的；地壳中含量最多的金属元素是铝，其元素符号为Al；由于金的化学性质非常稳定，在自然界中主要是以单质形式存在；生铁和钢都是铁的合金，都是混合物；生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，故生铁和钢最大的不同是含碳量不同，钢的碳含量低，在空气中锤打，目的是让碳和氧气反应生成二氧化碳，从而降低含碳量。
10.我国首开“湿法炼铜”之先河，西汉刘安所著的《淮南万毕术》中已有“曾青得铁化为铜”的记载。试回答下列问题：
“湿法炼铜”的原理可用一个化学方程式表示为_________________________________；
上述化学反应属于________反应。
解析：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 置换
点拨：在金属活动性顺序表中，铁在铜前边，所以铁会把铜从其盐溶液中置换出来，故“曾青得铁化为铜”实际上就是铜的化合物(如硫酸铜)与铁发生的置换反应。
1．炼铁高炉中发生了下列反应：属于化合反应的是( C )
①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石
③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧
A．①和④ B．②和③ C．③和④ D．只有④
解析：高温下一氧化碳和铁矿石反应生成铁和二氧化碳，不属于化合反应；石灰石生成二氧化碳和氧化钙的反应属于分解反应；焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳的反应属于化合反应；焦炭充分燃烧生成二氧化碳的反应属于化合反应。
2．钢铁是非常重要的金属材料，在实验室可用下图装置模拟工业炼铁，请回答下列问题。
(1)写出a试管中的实验现象：________，发生反应的化学方程式为________________；b试管中实验现象：______________，发生反应的化学方程式为__________________。
(2)实验过程中，常在装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯(灯焰处于导气管口)，这样做的目的是__________________________________________________________________。
(3)为检验反应后有铁生成，进行如下实验：将反应后的固体取少量放入稀盐酸中，观察到的现象是_____________________________________________________________________。
解析：(1)红棕色粉末变黑 Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2 澄清石灰水变浑浊 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(2)除去尾气中的CO(或防止CO使人中毒；防止CO污染空气；将CO转化为没有毒性的CO2等合理答案均可)
(3)有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
点拨：一氧化碳是一种具有还原性、可燃烧且有毒的气体，在反应中能和红色粉末氧化铁发生还原反应：Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2，从而使红色的氧化铁粉末变成黑色的铁粉；生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。因为一氧化碳有毒，排入空气导致污染，所以要进行尾气处理——点燃或用气球收集起来。
3．联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：
请回答下列问题：
(1)写出设备A的名称：________；
(2)写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式：________________________________________________________________________；
(3)应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是_____________________。
解析：(1)高炉
(2)3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2
(3)促使反应更加剧烈，并获得更多的热量
点拨：工业炼钢的设备是高炉中；工业炼铁需要高温，燃料在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，放出的热量更多。
4.某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验，其装置如图所示。
（1）A处发生反应的化学方程式是 。
（2）B中发生反应的化学方程式是 ；C处点燃酒精灯的目的是 。
（3）实验结束后，小李看到红色固体全部变黑了，认为产物就是单质铁，但小王提出了质疑：还有可能生成其他物质。为了进一步验证其固体成分，小王查到下列资料：①铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁（该化合物中铁有+2、+3两种化合价），其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色；并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。②铁的氧化物（四氧化三铁除外）都能与酸发生反应而溶解。
根据上述信息，小王又设计了两个实验：
［实验1］将黑色固体研磨后，取少量加入足量 稀盐酸
溶液中，观察到有气泡出现，溶液未变黄色，据此得出的结论是 。
［实验2］再用磁铁吸引余下黑色固体，实验后即可对黑色固体成分进行判断 。
解析：（1）3CO＋Fe2O3 2Fe + 3CO2
（2）CO2＋Ca(OH)2 ===CaCO3↓+ H2O 防止CO污染环境
（3）［实验1］稀硫酸（或稀盐酸） 有单质铁，无Fe3O4
［实验2］如果黑色固体被磁铁全部吸引，说明产物中只有单质铁，如果被部分吸引，说明产物中黑色固体为Fe和FeO.
5. 常见的铁矿石有：磁铁矿( 主要成分是 Fe3O4 )、赤铁矿( 主要成分是 Fe2O3 )、褐铁矿( 主要成分是Fe2O3·3H2O)、菱铁矿( 主要成分是 FeCO3)、黄铁矿( 主要成分是 FeS2 ) 。其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为________________________ ，理由为__________________________________ 。
解析：磁铁矿、赤铁矿； 含铁量较大、矿石中不含硫，冶炼中不易产生有害有 SO2 气体。
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