課題3金屬資源的利用和保護第1課時煉鐵的原理知能演練提升能力提升1.碳在高溫下可以與氧化鐵反應(yīng),化學(xué)方程式可表示為3C+2Fe2O34Fe+3CO2,下列說法中正確的是()A.該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)B.反應(yīng)中碳元素的化合價降低,鐵元素的化合價升高C.碳是還原劑D.氧化鐵是還原劑2.(xx四川眉山中考)某同學(xué)用下圖裝置進行CO與Fe2O3的反應(yīng)。下列說法錯誤的是()A.該實驗裝置應(yīng)增加尾氣處理裝置B.加熱前應(yīng)先通入一段時間的CO以排盡裝置內(nèi)的空氣C.NaOH溶液應(yīng)改為Ca(OH)2溶液以檢驗產(chǎn)生的CO2氣體D.反應(yīng)后的固體是Fe和Fe2O3的混合物,可以采用加入鹽酸并過濾的方法得到Fe3.某工廠要用赤鐵礦石(主要成分是氧化鐵,假設(shè)雜質(zhì)不含鐵元素)來煉制生鐵。若要煉制含鐵96%的生鐵63 t,假設(shè)在煉制過程中損失10%鐵元素,則理論上需要含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石的質(zhì)量是()A.120 tB.108 tC.96 tD.84 t4.(xx四川廣安中考)用足量的CO還原8.0 g某種鐵的氧化物,生成的氣體全部被足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀12.5 g,則這種鐵的氧化物可能是()A.FeOB.Fe2O3與Fe3O4的混合物C.FeO與Fe3O4的混合物D.Fe3O45.物質(zhì)的性質(zhì)決定著物質(zhì)在生產(chǎn)和生活中的用途。木炭和一氧化碳都具有還原性,都可用于冶煉金屬。請根據(jù)下圖回答有關(guān)問題。(1)請寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:木炭還原氧化銅;一氧化碳還原氧化鐵。(2)A、B裝置中澄清石灰水的作用是。(3)B裝置最右端酒精燈的作用是。(4)在A裝置中,當觀察到時,證明木炭粉末和氧化銅粉末已經(jīng)完全反應(yīng)。探究創(chuàng)新6.鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)。(1)右圖是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學(xué)變化過程示意圖,根據(jù)圖示回答下列問題。若圖中采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵,請寫出A區(qū)和B區(qū)所發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:A區(qū):,B區(qū):。(2)某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵化學(xué)原理的實驗,并對固體產(chǎn)物成分進行探究。設(shè)計實驗用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末,實驗裝置如下圖。進行實驗該小組按上述實驗設(shè)計,在一定溫度下進行了實驗,測得下列數(shù)據(jù):反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛氧化鐵粉末的總質(zhì)量為66.0 g(玻璃管的質(zhì)量為60.0 g)反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量為65.8 g(冷卻到室溫稱量)分析與討論本實驗中,玻璃管內(nèi)固體粉末由紅棕色全部變?yōu)楹谏?。小明同學(xué)認為該黑色固體全部是鐵,但小華同學(xué)提出了質(zhì)疑,于是大家查閱資料。查閱資料一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素有關(guān)。一氧化碳還原氧化鐵的實驗過程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵。物質(zhì)性質(zhì)四氧化三鐵氧化亞鐵氧化鐵鐵粉顏色黑色黑色紅棕色黑色能否被磁鐵吸引能不能不能能實驗與猜想該小組同學(xué)將反應(yīng)后的黑色固體研磨后,再用磁鐵吸引,發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引,則該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和。進行猜想:黑色固體粉末可能a.全部為鐵;b. ;c. ;得出結(jié)論通過實驗中獲得的數(shù)據(jù)進行計算,得出黑色固體粉末為(寫名稱)。反思與評價一氧化碳還原氧化鐵的實驗中,若要得到鐵可適當提高反應(yīng)溫度和延長反應(yīng)時間。實驗裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置,其作用有。A.收集一氧化碳B.吸收二氧化碳C.檢驗二氧化碳答案：1.C分解反應(yīng)是一種化合物生成兩種或兩種以上物質(zhì)的反應(yīng),A錯誤;反應(yīng)中CCO2,C得氧,被氧化,是還原劑,C的化合價從0+4升高了,Fe2O3Fe,Fe2O3失氧,被還原,是氧化劑,Fe的化合價從+30降低了,故B、D錯誤;C正確。2.D尾氣中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,會對空氣造成污染,要進行收集或燃燒處理,A項正確;一氧化碳具有可燃性,不純時容易爆炸,故點燃酒精燈前應(yīng)先通入一段時間CO,排凈裝置內(nèi)的空氣后再加熱,B項正確;氫氧化鈣溶液(或石灰水)與二氧化碳反應(yīng)有白色沉淀產(chǎn)生,所以檢驗二氧化碳時常用氫氧化鈣溶液,C項正確;鐵和氧化鐵都能與鹽酸反應(yīng),加入鹽酸后過濾得不到金屬鐵,D項錯誤。3.A根據(jù)質(zhì)量守恒定律,利用鐵元素質(zhì)量不變解題。設(shè)需要赤鐵礦質(zhì)量為x,則有x(1-20%)100%(1-10%)=63 t96%,解得x=120 t。4.C解:設(shè)該反應(yīng)生成的二氧化碳質(zhì)量是w。Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O44100w12.5 gw=5.5 g因澄清石灰水增加的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量,設(shè)這種氧化物的化學(xué)式是FexOy,則yCO+FexOyxFe+yCO256x+16y44y8.0 g5.5 g故這種物質(zhì)中鐵原子和氧原子的個數(shù)比為67。A項中鐵原子和氧原子的個數(shù)比為11=66;B項中鐵原子和氧原子的個數(shù)比在69和68之間;C項中鐵原子和氧原子的個數(shù)比在66和68之間;D項中鐵原子和氧原子的個數(shù)比為68。故選C。5.解析 (1)木炭和CO在高溫條件下奪取金屬氧化物中的氧,生成CO2,同時得到金屬單質(zhì),據(jù)此可寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)利用CO2能使澄清石灰水變渾濁,證明反應(yīng)是否有CO2生成。(3)因CO有毒,會污染空氣,因此需將未反應(yīng)的CO燃燒掉。(4)插入澄清石灰水中的導(dǎo)管口沒有氣泡產(chǎn)生時,說明不再有CO2產(chǎn)生,證明反應(yīng)已結(jié)束。答案 (1)C+2CuO2Cu+CO23CO+Fe2O32Fe+3CO2(2)檢驗是否有二氧化碳生成(3)除去未反應(yīng)完的一氧化碳氣體,防止污染空氣(4)豎直的試管內(nèi)導(dǎo)管口不再有氣泡冒出6.解析 (1)考查了煉鐵爐內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng),它包括碳的燃燒、一氧化碳的生成、一氧化碳還原氧化鐵三個反應(yīng),比較簡單。(2)根據(jù)查閱資料知,氧化亞鐵不能被磁鐵吸引,由于反應(yīng)后的黑色固體粉末能全部被磁鐵吸引,所以黑色固體粉末一定不含氧化亞鐵。又由于鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引,因此,此黑色固體粉末可能全部是鐵,也可能全部是四氧化三鐵或鐵和四氧化三鐵的混合物。6 g氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量=6 g100%=4.2 g,氧元素的質(zhì)量=6 g-4.2 g=1.8 g;反應(yīng)后得到的黑色固體粉末中鐵元素的質(zhì)量仍是4.2 g,黑色固體粉末中氧元素質(zhì)量=5.8 g-4.2 g=1.6 g,故生成物中鐵、氧兩元素的質(zhì)量比=4.2 g1.6 g=218,四氧化三鐵中鐵、氧元素質(zhì)量比也是218,故該黑色固體粉末是四氧化三鐵。仔細觀察虛線框內(nèi)的裝置可知,洗氣瓶內(nèi)進氣管、出氣管都伸入了瓶底,可推測出其作用是吸收二氧化碳并收集一氧化碳。答案 (1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2C+O2CO2、C+CO22CO(2)實驗與猜想氧化亞鐵(FeO)鐵和四氧化三鐵的混合物全部是四氧化三鐵(二者可互換,化學(xué)式也可)得出結(jié)論四氧化三鐵反思與評價AB