6.2金属矿物与金属冶炼
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列是4种矿石（括号中为主要成分），其主要成分属于单质的是
A．铝土矿 B．金矿
C．白钨矿 D．辉铜矿
2．日常生活中自行车齿轮与链条常用的防锈方法是
A．擦干 B．镀金属 C．涂油 D．烧搪瓷
3．实验室用CO与赤铁矿炼铁的实验步骤正确的是
①通CO ②高温加热 ③停止通CO ④熄灭酒精喷灯
A．①②③④ B．①②④③ C．②①③④ D．②①④③
4．图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置，图乙是炼铁高炉示意图。下列叙述正确的是
A．图乙炼铁中焦炭发生两个化学变化
B．图甲中通入84g一氧化碳能产生112g铁
C．图甲和图乙中产生的尾气成分相同
D．图甲和图乙中的产物均为混合物
5．实验室用如图装置模拟炼铁，下列说法正确的是
A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B．上图反应原理：
C．两图中得到的铁产品是不完全相同的
D．图1停止加热后继续通入CO，主要是防止石灰水倒吸
6．某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理。关于该装置和反应过程描述错误的是
A．反应前要先检查装置气密性
B．加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊
C．已知方框中连接的是丙和丁，导管口的连接顺序为a→b→c→d
D．这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳
7．用下图进行有关碳及其氧化物的性质实验。下列说法中不正确的是
A．一段时间后，甲装置中黑色炭粉减少，丁中澄清石灰水变浑浊
B．乙中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为
C．丙装置可防止液体倒吸
D．该装置的不足之处是未进行尾气处理
8．如图是一氧化碳还原氧化铁及检验产物的实验，有关说法不正确的是
A．待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯
B．V形管中黑色固体变成红色
C．该装置中试管的作用是防止石灰水倒吸
D．V形管中发生的反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
二、实验题
9．某化学小组对“铁的锈蚀”、“铁的冶炼”进行以下实验探究。
(1)实验1是探究铁锈蚀条件的实验。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧橡胶塞，放置一周后观察。
①试管 （填“a”或“b”）中的铁钉出现锈蚀。
②U形管内液面的变化情况是 。
(2)小组同学设计实验2模拟“铁的冶炼”。
①反应开始前，先通一段时间CO再加热的目的是 。
②装置A硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
③装置C的作用是 。
三、科学探究题
10．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，我们应该从多角度了解。
Ⅰ．冶炼钢铁
(1)钢铁是生活中最常见的金属材料，高炉炼铁中常用赤铁矿作为原料，写出高炉中赤铁矿炼铁的主要反应的化学方程式 。
Ⅱ．金属的活动性
某兴趣小组探究金属镍（Ni）与铁、铜的金属活动性顺序。
【查阅资料】
镍与稀盐酸或稀硫酸反应，生成+2价的无色溶液，并放出氢气。
【作出猜想】
(2)小组同学结合所学知识作出如下猜想：
猜想一：Ni>Fe>Cu
猜想二：Fe>Ni>Cu
猜想三：
【探究实验】
(3)完成下列表格：
实验内容 实验现象 实验结论
实验①：将砂纸打磨过的镍片加入到盛有适量稀硫酸的试管中 猜想三错误
实验②：将砂纸打磨过的铁片加入到盛有硫酸镍溶液的试管中 铁片表面有固体析出 猜想 正确
(4)实验②中发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】
由上述实验及分析可得Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序。
Ⅲ．钢铁的锈蚀与防护
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入四支试管中，进行如图实验，现象如下表。
试管 A B C D
一周后现象 铁钉表面有一层铁锈 铁钉表面无明显变化 铁钉表面无明显变化 铁钉表面有较厚铁锈
(5)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与 发生化学反应。
(6)对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关。
(7)下列金属制品的防护措施不合理的是______（填字母序号）。
A．车船的表面喷涂油漆
B．使用后的菜刀用布擦干
C．铁制品表面镀一层铬
D．用钢丝球擦除铝制品表面的污渍
四、填空与简答
11．运用所学知识回答问题。
(1)战国《韩非子 内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以 (填“单质”或“化合物”)的形式存在。
(2)磁铁矿主要成分是 ，赤铁矿主要成分是 ，生铁的主要成分是 。前者是混合物，后者是纯净物。
12．总结金属在地壳中的存在形式，并列举常见的金属矿石及其主要成分。
13．工业炼铁和轧制钢材的主要流程如图：
已知生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，铁矿石约含80%的Fe2O3。
(1)高炉炼铁的原理是 (用化学方程式表示)。
(2)高炉气体含有较高浓度的一氧化碳和氧化铁尘粒，请对高炉气体处理提出一条合理化建议 。
(3)炼铁过程中，固体原料从炉顶加入，而热空气从炉底往上通的目的是 。
(4)生铁炼钢需要降低生铁中的碳、硫、硅等元素的含量，在工业上选择向炼钢炉通入“纯氧”而不通入“空气”的原因是 。
14．如图为工业炼铁的流程。
(1)焦炭的作用是 。(写一个即可)
(2)写出生成铁的化学反应方程式 。
《6.2金属矿物与金属冶炼》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C B A C C D B
1．B
【详解】A、铝土矿主要成分是氧化铝，由两种元素组成，属于化合物，故不符合题意；
B、金矿是主要成分是金，由一种元素组成，属于单质，故符合题意；
C、白钨矿主要成分是CaWO4，由三种元素组成，属于化合物，故不符合题意；
D、辉铜矿主要成分是Cu2S，由两种元素组成，属于化合物，故不符合题意。
故选B。
2．C
【详解】自行车齿轮与链条常用的防锈方法是涂油；
故选C。
3．B
【详解】实验室用CO与赤铁矿炼铁，实验开始时应先通入一氧化碳，再加热，其目的是排尽装置中的空气，防止发生爆炸；实验结束后应先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至玻璃管冷却至室温，防止生成的铁被氧化，因此正确的实验步骤是①②④③，故选B。
4．A
【详解】A、图乙炼铁中在点燃的条件下，焦炭与氧气反应生成二氧化碳，在高温的条件下，焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，即图乙炼铁中焦炭发生两个化学变化，故A说法正确；
B、设生成112g铁需要一氧化碳的质量为x，
x＝84g，
但开始时应先通入一氧化碳，实验结束后还需要继续通入一氧化碳直到装置冷却至室温，因此实际消耗的一氧化碳的质量大于84g，故B说法错误；
C、图甲和图乙中产生的尾气成分不完全相同，图乙的尾气还有烟尘等，故C说法错误；
D、甲图中得到的是纯铁，属于纯净物，乙图中得到的铁中含有碳，属于混合物，故D说法错误。
故选A。
5．C
【详解】A．磁铁矿的主要成分是Fe3O4，选项A不正确；
B．上图反应原理是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应，生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，选项B不正确；
C．图1是一氧化碳还原氧化铁，能得到纯铁。图2是高炉练铁，得到的是生铁，属于混合物。两种方法得到的铁产品是不完全相同的，选项C正确；
D．停止加热后继续通入CO，直至玻璃管冷却，以防止生成的铁再次被氧化，同时能防止乙中液体倒吸，选项D不正确。
故选C。
6．C
【详解】A、盛装药品前应先检查装置气密性，以防止装置漏气，A选项正确；
B、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。加热后有二氧化碳生成，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，会观察到B中出现浑浊，B选项正确；
C、一氧化碳难溶于水、密度比水小，则一氧化碳从丙装置的短导管通入，水从丙装置的长导管排出，导管口的连接顺序为a→c→b→d，C选项错误；
D、生铁中含有碳等杂质，这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳，D选项正确。
故选：C。
7．D
【详解】A、碳和二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，一氧化碳和赤铁矿中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳，则可观察到甲装置中黑色炭粉减少，丁中澄清石灰水变浑浊，该选项说法正确；
B、乙中一氧化碳和赤铁矿中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，该选项说法正确；
C、丙装置为空试管，作用为防止液体倒吸，该选项说法正确；
D、一氧化碳难溶于水，丁装置能收集未反应的一氧化碳，则该装置进行了尾气处理，该选项说法不正确。
故选D。
8．B
【详解】A、该实验中，需要待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，防止装置内空气未排尽，加热时发生爆炸，故选项说法正确；
B、V形管中一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，红棕色粉末逐渐变为黑色，故选项说法错误；
C、该装置中试管的作用是防止石灰水倒吸入V形管中，导致V形管骤冷发生炸裂，故选项说法正确；
D、V形管中一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故选项说法正确；
故选：B。
9．(1) a L端液面高于R端
(2) 排尽装置内的空气，防止发生爆炸 点燃未反应的一氧化碳，防止一氧化碳污染空气
【详解】（1）①铁在与水和氧气并存时易生锈，a中的铁钉与水和氧气同时接触，生锈；b中铁钉只与氧气接触，不生锈，故填：a；
②铁生锈，消耗了氧气，导致装置内压强变小，故L端液面上升，液面高于R端，故填：L端液面高于R端；
（2）①一氧化碳与空气混合加热易发生爆炸，则先通一段时间CO再加热的目的是排尽装置内的空气，防止发生爆炸，故填：排尽装置内的空气，防止发生爆炸；
②一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：；
③一氧化碳排放到空气中会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，则装置C的作用是点燃未反应的一氧化碳，防止一氧化碳污染空气，故填：点燃未反应的一氧化碳，防止一氧化碳污染空气。
10．(1)
(2)Fe>Cu>Ni
(3) 有气泡产生 二
(4)
(5)水和氧气（合理即可）
(6)氯化钠/NaCl
(7)D
【详解】（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁， 高炉中赤铁矿炼铁的主要反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（2）铁比铜活泼，但是镍的金属活动性未知，故三种金属的活动性顺序可能是：Ni＞Fe＞Cu或Fe＞Ni＞Cu或Fe＞Cu＞Ni，故猜想三：Fe＞Cu＞Ni；
（3）实验①：将砂纸打磨过的镍片加入到盛有适量稀硫酸的试管中，镍能与稀硫酸反应生成氢气，故现象是产生气泡，说明在金属活动性顺序锂，镍排在氢前，在金属活动性顺序里，铜排在氢后，则镍比铜活泼，则猜想三错误；
实验②：将砂纸打磨过的铁片加入到盛有硫酸镍溶液的试管中，铁片表面有固体析出，说明铁能与硫酸镍反应，说明铁比镍活泼，则三种金属的活动性顺序为：Fe>Ni>Cu，故猜想二正确；
（4）实验②中发生反应为铁和硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍，该反应的化学方程式为：；
（5）A试管中铁钉与氧气和水接触，一段时间后，铁钉表面有一层铁锈，B试管中铁钉只与水接触，一段时间后，铁钉表面无明显变化，C试管中铁钉只与氧气接触，一段时间后，铁钉表面无明显变化，A、B对比可知，铁生锈需要与氧气接触，A、C对比可知，铁生锈需要与水接触，故铁锈蚀主要是铁与氧气和水发生化学反应；
（6）A试管中未加入氯化钠，D试管中加入了氯化钠，其他因素相同，一段时间后，A试管中铁钉表面有一层铁锈，D试管中铁钉表面有较厚铁锈，说明铁锈蚀还与氯化钠有关；
（7）A、车船的表面喷涂油漆，可以隔绝氧气和水，达到防锈的目的，不符合题意；
B、使用后的菜刀用布擦干，菜刀与水不接触，可以达到防锈的目的，不符合题意；
C、铁制品表面镀一层铬，可以隔绝氧气和水，达到防锈的目的，不符合题意；
D、用钢丝球擦除铝制品表面的污渍，会除去铝制品表面的氧化铝薄膜，缩短铝制品的使用寿命，符合题意。
故选D。
11．(1)单质
(2) 四氧化三铁/Fe3O4 氧化铁/Fe2O3/三氧化二铁 铁/Fe
【详解】（1）金的化学性质稳定，很难与其它物质反应，故金在自然界主要以单质的形式存在；
（2）磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其化学式为Fe3O4；
赤铁矿的主要成分是氧化铁，其化学式为Fe2O3；
生铁的主要成分是铁，其化学式为Fe。
12．少数很不活泼的金属，如金、银等以单质的形式存在于地壳中，其余的较活泼的金属都以化合物的形式存在。常见的金属矿石及其主要成分：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）。
【详解】金属在地壳中的存在形式：少数很不活泼的金属，如金、银等以单质的形式存在于地壳中，其余的较活泼的金属都以化合物的形式存在；
常见的金属矿石及其主要成分：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）。
13．(1)
(2)回收利用
(3)使原料与空气充分接触
(4)使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中含碳量
【详解】（1）高炉炼铁的原理是利用一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式 ；
（2）高炉气体含有较高浓度的一氧化碳和氧化铁尘粒，可以进行回收再利用，这样可以节约资源；
（3）热空气密度小，向上运动，故炼铁过程中，固体原料从炉顶加入，而热空气从炉底往上通，能使空气与原料充分接触，反应更充分；
（4）生铁的含碳量比钢的含碳量高，炼钢炉中通入氧气可以使生铁中的碳充分反应，降低含碳量，从而使生铁转化成钢。
14．(1)制还原剂或提供热量
(2)
【详解】（1）高炉炼铁中加入焦炭的作用是利用焦炭燃烧产生热量为反应提供热量和反应产生还原剂CO；
（2）赤铁矿主要成分是氧化铁，一氧化碳具有还原性，炼铁是利用一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学反应方程式是：。
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