沪教九年级化学上册第24课 金属矿物和铁的冶炼（教师）1

第24课金属矿物铁的冶炼目标任务预习导学自主梳理►金属矿物►模拟炼铁实验►工业炼铁效果检测探究提升►环节一金属矿物►环节二模拟炼铁实验►环节三工业炼铁►环节四含杂质物质的计算课堂总结强化训练001目标任务课程标准学习目标1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性；2.了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。1．认识常见的金属矿物；2．了解炼铁的原理，认识工业炼铁、炼钢的方法；3．掌握含杂质的反应物或生成物的计算。002预习导学自主梳理一、金属矿物金属在自然界在的存在形式：大部分都以化合物的形式存在，少数很不活泼的金属如金等以单质形式存在，人类使用最早的金属是铜，目前，人类从矿石中提取量最大的金属是铁。地壳中含量位于前3位的金属元素：铝、铁、钙。3.铁矿石：赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)。二、模拟炼铁实验①实验现象：硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色、试管中的澄清石灰水变浑浊、酒精灯上方导管口处的气体燃烧，发出蓝色火焰，体现了一氧化碳的可燃性。②相关反应的化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+CO2、Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O、2CO+O22CO2三、工业炼铁（1）设备：高炉（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。（3）反应原理：化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2预习检测1.大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是（）A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） B．炉甘石（主要成分是ZnCO3）C．铝土矿（主要成分是A12O3） D．赤铜矿（主要成分是Cu2O）【答案】A【解析】炼铁是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁，故矿石中必须含有铁元素；A、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）中含有铁元素，可用于炼铁，符合题意；B、炉甘石（主要成分是ZnCO3）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；C、铝土矿（主要成分是A12O3）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；D、赤铜矿（主要成分是Cu2O）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意。故选A。2．下列有关铁的叙述不正确的是（）A．纯铁有银白色光泽，铁属于黑色金属 B．生产和生活中用到的“钢铁”多为铁合金C．铁在氧气中燃烧生成黑色的氧化铁 D．地壳中的铁均以化合物形式存在【答案】C【解析】A、铁有银白色的金属光泽，熔沸点较高，具有良好地延性和展性，导热性好，铁、铬、锰均属于黑色金属，故A的说法正确；B、合金是在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，在日常生活中我们用到的“钢铁”多指钢和生铁，为铁的合金，故B的说法正确；C、铁丝在氧气中燃烧生成的是黑色的四氧化三铁，铁在空气中被氧化生成的是氧化铁，故C的说法错误；D、在金属活动性顺序中，铁的位置比较靠前，化学性质比较活泼，因此地壳中铁均以化合物的形式存在，故D的说法正确。故选C。3．关于化学方程式：Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2，说法错误的是（）A．还原剂：CO B．反应类型：置换反应C．反应条件：高温 D．反应物类别：氧化物【答案】B【解析】A、由化学方程式可知，一氧化碳得到氧，为还原剂，故A正确；B、反应不符合一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，不属于置换反应，故B不正确；C、由化学方程式可知，反应条件为高温，故C正确；D、反应物均是由两种元素组成，其中一种元素为氧元素，均属于氧化物，故D正确。故选B。4．下列关于工业炼铁的叙述中错误的是（）A．使用的设备是高炉 B．主要原料为铁矿石、石灰石、焦炭和热空气等C．主要原理是：2Fe2O3+3C＝4Fe+3CO2↑ D．主要产物为生铁【答案】C【解析】A、工业炼铁的设备是高炉，不符合题意；B、工业炼铁的主要原料为铁矿石、石灰石（石灰石能将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去）、焦炭（提供高温和还原剂一氧化碳）、热空气等，不符合题意；C、工业炼铁的主要原理是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：Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2，符合题意；D、工业炼铁的主要产物是生铁，不符合题意。故选C。5．如图是炼铁高炉示意图，下列说法正确的是（）A．焦炭的主要作用是提供热量、产生二氧化碳B．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣C．生铁出口位置低于炉渣出口的原因是生铁密度小于炉渣D．产生的废气无需处理，因为它不会污染空气【答案】B【解析】A、焦炭燃烧放出大量的热可以提供热量、焦炭与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，可提供还原剂CO，错误；B、石灰石的作用是与铁矿石中的二氧化硅反应形成炉渣，正确；C、出铁口位置低于出渣口的原因是生铁密度大于炉渣，位于高炉的下方，错误；D、产生的废气中含有许多有毒气体一氧化碳等气体需处理，防止污染空气，错误。故选B。6．实验室模拟炼铁的实验装置如下图所示。试回答下列问题：(1)写出有标号仪器的名称：a.________，b________。(2)实验中看到玻璃管中的现象__________；试管里的澄清石灰水________。(3)玻璃管中反应的化学方程式_________。(4)加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是__________。(5)该实验设计装置C的目的是_________(6)在此实验中，我们还认识到CO和CO2的化学性质有许多的不同。①请写出其中的一点___________。②试从微观的角度分析CO和CO2化学性质不同的原因是___________。【答案】(1)

铁架台；酒精灯(2)

固体由红变黑；变浑浊(3)Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2(4)排尽装置中的空气，防止发生爆炸(5)燃烧尾气中的一氧化碳(6)

一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有还原性；分子构成不同【解析】(1)由图可知，仪器a的名称是铁架台，故填铁架台；仪器b的名称是酒精灯，故填酒精灯。(2)玻璃管中的反应是氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，观察到的现象是固体由红变黑，故填固体由红变黑；试管里的澄清石灰水与玻璃管中生成的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，观察到澄清石灰水变浑浊，故填变浑浊。(3)玻璃管中的反应是氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2。(4)加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是排尽装置中的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸，故填排尽装置中的空气，防止发生爆炸。(5)该实验设计装置C的目的是燃烧尾气中的一氧化碳，防止一氧化碳排放到空气中污染空气，故填燃烧尾气中的一氧化碳。(6)①CO和CO2的化学性质有许多的不同，如一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有还原性等，故填一氧化碳具有还原性，二氧化碳没有还原性。②1个一氧化碳分子由1个碳原子与1个氧原子构成，1个二氧化碳分子由1个碳原子与2个氧原子构成，两种物质的分子构成不同，不同种分子化学性质不同，所以CO和CO2化学性质不同，故填分子的构成不同。003探究提升►环节一金属矿物问题探究1一、金属矿物1.金属在自然界在的存在形式：大部分都以化合物的形式存在，少数很不活泼的金属如金等以单质形式存在，人类使用最早的金属是铜，目前，人类从矿石中提取量最大的金属是铁。2.地壳中含量位于前3位的金属元素：铝、铁、钙。3.铁矿石：赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)。要点归纳典例精讲【典例1】(2023年北京市西城区中考一模)几种矿石主要成分如下，可用于冶炼铜的矿石是A.菱铁矿（FeCO3） B.软锰矿（MnO2）C.方铅矿（PbS） D.孔雀石[Cu2（OH）2CO3]【答案】D【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，菱铁矿（FeCO3）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故A选项不符合题意；B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，软锰矿（MnO2）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故B选项不符合题意；C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，方铅矿（PbS）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故C选项不符合题意；D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，孔雀石[Cu2（OH）2CO3]中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故D选项符合题意。故选D。【典例2】（2023年广东省中考）“有山千丈色如丹”。广东丹霞山是世界自然遗产，其岩石中含较多氧化铁。下列说法正确的是A.氧化铁呈黑色 B.氧化铁中铁元素为+2价C.铁元素是人体必需的微量元素 D.人体内缺铁会引起骨质疏松【答案】C【详解】A、氧化铁呈红棕色；不符合题意；B、根据化学式：Fe2O3，在化合物中氧元素一般显-2价，设铁元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（-2）×3=0，则x=+3价；不符合题意；C、人体缺乏铁元素会患贫血，铁含量在0.01%以下，铁元素是人体必需的微量元素；符合题意；D、铁是合成血红蛋白的主要元素，缺乏会患贫血；不符合题意；故选：C。【典例3】(2023年贵州省贵阳市南明区第一实验中学中考一模)对比是学习化学的重要方法。下列关于Fe2O3与Fe3O4的比较中正确的是A.Fe2O3为黑色，Fe3O4为红棕色B.Fe2O3和Fe3O4都是铁的氧化物C.Fe2O3可用于炼铁，Fe3O4不可用于炼铁D.Fe2O3是磁铁矿的主要成分，Fe3O4是赤铁矿的主要成分【答案】B【详解】A、氧化铁是红棕色的，四氧化三铁是黑色的，不符合题意；B、氧化铁和四氧化三铁均是由Fe、O两种元素组成的化合物，均属于铁的氧化物，符合题意；C、氧化铁和四氧化三铁均能与一氧化碳等还原剂在高温下反应生成铁，均可用于炼铁，不符合题意；D、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，赤铁矿的主要成分是氧化铁，不符合题意。故选B。►环节二模拟炼铁实验问题探究2①检查装置气密性②装药品并固定装置③实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃酒精喷灯的原因是排出装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时爆炸。④实验结束时的操作是“先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却”。这样操作的目的是防止石灰水倒流，使试管炸裂。（如果没有石灰水，则目的是防止生成高温的铁又被氧化。）⑤实验现象：硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色、试管中的澄清石灰水变浑浊、酒精灯上方导管口处的气体燃烧，发出蓝色火焰，体现了一氧化碳的可燃性。⑥相关反应的化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+CO2、Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O、2CO+O22CO2⑦如何判断反应中生成了什么物质？取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。⑧装置中导管末端点燃酒精灯：点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气。要点归纳典例精讲【典例1】（2023年辽宁省沈阳市皇姑区中考三模）实验室用如图所示装置进行模拟炼铁实验。下列说法正确的是A.Fe2O3是磁铁矿的主要成分 B.应先加热Fe2O3，再通入COC.红棕色的Fe2O3逐渐变黑 D.气体通过澄清石灰水后可直接排放【答案】C【详解】A、氧化铁是赤铁矿的主要成分，磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，故A说法不正确，不符合题意；B、由于一氧化碳有毒，与空气混合遇明火可能会发生爆炸，所以应先通入CO，将装置内空气排尽，然后加热氧化铁，防止发生爆炸，故B说法不正确，不符合题意；C、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故红棕色的Fe2O3逐渐变黑，故C说法正确，符合题意；D、一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，故气体通过澄清石灰水后，应进行尾气处理，故D说法不正确，不符合题意；故选C。【典例2】（辽宁省沈阳市虹桥中学2022-2023下学期3月月考）明明同学笔记中有处错误，你认为该错误是图中的哪一处A.a处 B.b处 C.c处 D.d处【答案】D【详解】A、赤铁矿的主要成分是Fe2O3，a处笔记正确；B、一氧化碳有毒，是一种有毒气体，b处笔记正确；C、一氧化碳与氧化铁在高温的条件下，生成铁和二氧化碳，c处笔记正确；D、置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和化合物，炼铁原理中反应物是两种化合物，不属于置换反应，d处笔记错误。故选D。【典例3】（2023年安徽省合肥市第四十五中学中考三模）炼铁与国家的建设、人民的生活密不可分，某小组以“一氧化碳还原氧化铁”为主题进行项目式学习，实验装置如下图：FeFe2O3Fe3O4FeO颜色黑色红色黑色黑色磁性有无有无【查阅资料】1.Fe2O3被一氧化碳还原转化为铁的具体过程是：Fe2O3Fe3O4FeOFe2.铁粉和铁的氧化物的颜色和磁性如右上表格【任务一】认识实验中的现象和反应（1）可以说明该反应已经开始进行的烧杯中的现象是___________。（2）写出实验过程中在700℃-800℃发生反应的化学方程式___________。【任务二】认识实验中的安全和环保（3）点燃酒精喷灯前先通一段时间一氧化碳的目的是___________。（4）点燃尾气的目的是___________。【任务三】认识实验中的质量变化（5）小组某成员的实验计划是：实验一段时间后称量盛有氧化铁玻璃管前后质量差为m1，称量盛有石灰水的烧杯前后的质量差为m2(即为生成的二氧化碳的质量)，①则理论值m1和m2的大小关系是m1___________m2(填>、<或=)。实验后发现测出m2的数据有较大误差；②若大于理论值则可能的原因是___________；③若小于理论值则可能的原因是___________、【任务四】探究物质的成分（6）请在方框中画出反应过程中，A处导管内存在的气体分子的微观示意图。（7）小组同学为探究反应一段时间后固体生成物的成分，通过设计实验方案：___________(写出步骤和现象)，确定了生成物中有铁单质。（8）小组成员又提出一方案：若能测出固体生成物中铁元素的质量分数，若___________(填取值范围)，则也可以确定生成物中一定有铁单质。【答案】（1）澄清石灰水变浑浊（2）FeO+COFe+CO2（3）排出空气，防止爆炸（4）防止污染（5）①.<②.空中的二氧化碳被石灰水吸收(或尾气燃烧产生的二氧化碳)③.石灰水吸收二氧化碳不充分（6）（7）取少量粉末，滴加稀盐酸，有气泡产生(合理即可)（8）>77.8%【解析】（1）可以说明该反应已经开始进行的烧杯中的现象是澄清石灰水变浑浊，因为氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。（2）实验过程中在700℃-800℃发生反应为一氧化碳和氧化亚铁反应生成铁单质和二氧化碳，对应的化学方程式为FeO+COFe+CO2。（3）点燃酒精喷灯前先通一段时间一氧化碳的目的是排出空气，防止一氧化碳不纯发生爆炸。（4）点燃尾气的目的是防止一氧化碳污染空气，将一氧化碳点燃转化为无污染的二氧化碳。（5）实验一段时间后称量盛有氧化铁玻璃管前后质量差为m1（表示氧化铁中反应了的氧元素的质量），称量盛有石灰水的烧杯前后的质量差为m2(即为生成的二氧化碳的质量=碳元素质量+氧元素质量)，①则理论值m1和m2的大小关系是m1<m2。实验后发现测出m2的数据有较大误差；②若大于理论值，说明二氧化碳的含量过高，则可能的原因是空中的二氧化碳被石灰水吸收(或尾气燃烧产生的二氧化碳)；③若小于理论值则可能的原因是生成的二氧化碳没有被完全吸收，即石灰水吸收二氧化碳不充分。（6）反应过程中A处导管内存在的气体分子有反应生成的二氧化碳分子以及未参与反应的一氧化碳分子，示意图如答案所示。（7）为探究反应一段时间后固体生成物的成分，根据结论确定了生成物中有铁单质，那么就是设计实验检验铁的存在，所以可以是：取少量粉末，滴加稀盐酸，有气泡产生(合理即可)。（8）氧化铁中铁的质量分数为；四氧化三铁中铁的质量分数为；氧化亚铁中铁元素的质量分数为。所以若能测出固体生成物中铁元素的质量分数，若>77.8%，则也可以确定生成物中一定有铁单质。【典例4】钢铁在生产生活中有广泛应用。工业用铁矿石炼铁，实验室也可模拟炼铁。Ⅰ．工业炼铁（1）工业炼铁的主要设备为___________。（2）上述设备中焦炭的作用___________，___________。Ⅱ．实验室模拟炼铁（3）实验室模拟炼铁的装置如图所示。①反应前先通一氧化碳的目的___________。②硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为___________。③该装置的缺陷是___________。（4）小华同学查阅资料得知：铁的氧化物除氧化铁外，其余均为黑色；而且除了铁能够被磁铁吸引外，四氧化三铁也能够被磁铁吸引；铁的氧化物均能和稀硫酸或稀盐酸反应生成相应的铁的化合物和水，没有气体生成；氧化铁转化为铁的具体过程是：Fe2O3Fe3O4FeOFe①小华认为：用磁铁来检验反应后生成了铁是不够科学的，他的依据是___________。②小华同学为了验证黑色的生成物中含有铁，他取少量黑色生成物样品于试管中，加入___________，如果观察到有___________产生，则生成物中一定有铁。【答案】（1）高炉（2）①.提供热量②.制还原剂CO（3）①.排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气的混合气体在加热时发生爆炸②.③.没有尾气处理装置（4）①.四氧化三铁也能被磁铁吸引②.稀盐酸（或稀硫酸）③.气泡【解析】（1）工业炼铁的主要设备为高炉，故填：高炉。（2）上述设备中焦炭与空气中氧气反应放出大量的热，可以提供热量；碳与二氧化碳在高温条件下生成还原剂一氧化碳，所以上述设备中焦炭的作用是提供热量；制还原剂CO，故填；提供热量；制还原剂CO。（3）①反应前先通一氧化碳的目的是：排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气的混合气体在加热时发生爆炸，故填：排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气的混合气体在加热时发生爆炸；②硬质玻璃管内发生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，该反应的化学方程式为，故填：。③一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳未进行处理，所以该装置的缺陷是没有尾气处理装置，故填：没有尾气处理装置。（4）①由资料可知：四氧化三铁也能够被磁铁吸引，所以用磁铁吸用来检验反应后产物中生成了铁是不够科学的，故填：四氧化三铁也能够被磁铁吸引；②铁能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气，所以为了验证黑色的生成物中含有铁，取少量黑色生成物样品于试管中，加入稀盐酸或稀硫酸，如果观察到有少量气泡产生，则产物中一定有铁生成，故填：稀盐酸（或稀硫酸）；气泡►环节三工业炼铁问题探究3（1）设备：高炉（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。①焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度②石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去。③高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。（3）反应原理：A区发生反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；A区发生反应的化学方程式为C＋O2CO2、C＋CO22CO（4）出铁口为什么低于炉渣出口？因为炉渣密度小于铁水的密度要点归纳典例精讲【典例1】（辽宁省沈阳市虹桥中学2022-2023下学期3月月考）炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示：请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是A.工业炼铁的设备是高炉B.焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳C.生铁属于混合物D.生成铁的主要反应是：CO＋Fe2O3Fe＋CO2【答案】D【详解】A、工业炼铁的设备是高炉，说法正确，不符合题意；B、焦炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，故焦炭的作用是：提供热量和制取一氧化碳，不符合题意；C、生铁是由铁、碳等混合而成，属于混合物，不符合题意；D、高炉炼铁的原理是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：，未配平，符合题意。故选D。【典例2】（2023年湖南省株洲市中考）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金。我国粗钢产量自1996年开始已经连续27年位居全球第一。（1）含碳量比较：生铁______（填“大于”或“小于”）钢。（2）炼钢的基础是炼铁。工业上炼铁是把铁矿石（如赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4等）、焦炭和石灰石一起加入锅炉，在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。请写出在高温下CO还原FexOy的化学方程式：______。【答案】（1）大于（2）FexOy+yCOxFe+yCO2【解析】（1）生铁中的含碳量为2%～4.3%，钢中的含碳量为0.03%～2%，故生铁的含碳量大于钢。（2）发生的反应为在高温下一氧化碳和FexOy生成二氧化碳和铁，化学方程式为：FexOy+yCOxFe+yCO2。【典例3】（2023年内蒙古呼和浩特市中考）人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关。（1）商代文物黄金面罩，其制作工艺先进，薄如蝉翼，利用了黄金良好的______性。（2）明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为______，原料中焦炭的作用是提供热量和______（用化学方程式回答）。（3）铝被广泛应用，原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是______。【答案】（1）延展（2）①.3CO+Fe2O32Fe+3CO2②.C+CO22CO（3）铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀【解析】（1）黄金能制成面罩，压成薄片，利用了黄金良好延展性；（2）①高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；②原料中焦炭的作用是提供热量和与二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳，化学方程式为：C+CO22CO；（3）铝的抗腐蚀性能良好的原因是：铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。►环节四含杂质物质的计算问题探究4四、含杂质物质的计算某钢铁厂每天要消耗4000t含氧化铁80%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是多少?(结果保留到0.1)(1)设未知数设可炼出含铁98%的生铁的质量为x(2)把不纯物质换算转化为纯物质氧化铁的质量4000tx80%=3200t，纯铁的质量为98%·x(3)写出化学方程式并标出已知量和未知量3CO+Fe2O32Fe+3CO21601123200t98%·x(4)列比例式160:112=3200t:98%x(5)计算结果x=2285.7t(6)答答:该厂理论上日产含铁98%的生铁2285.7t。反思:还能用其他方法计算吗?讨论后，计算出结果,并比较结果是否相同。解:4000t×80%×2×5622240t÷98%=2285.7t利用氧化铁中含铁元素的质量分数，计算出铁元素的质量,再转化为炼出生铁的质量，计算结果完全相同要点归纳含杂质物质的计算①将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量。②将纯物质的质量代入化学方程式进行计算。③将计算得到的纯物质的质量换算成含杂质物质的质量。典例精讲【典例1】（河北省邢台市襄都区开元中学2022-2023上学期期末）某炼铁厂用赤铁矿石冶炼生铁。若要炼出1120t含铁90%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是A. B. C. D.【答案】C【详解】设理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为xx=1800t。故选C。【典例2】（2023年黑龙江省绥化市中考）将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是A.m的值为19.6B.参加反应的铁的氧化物的质量为16gC.当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14gD.铁的氧化物中x:y=2:3【答案】C【详解】A、由反应的化学方程式：说法不正确；B、生成铁的质量为16.8g，参加反应的一氧化碳的质量为，则铁的氧化物中氧元素的质量为，参加反应铁的氧化物的质量=16.8g+6.4g=23.2g，说法不正确；C、当二氧化碳质量为4.4g时，由反应的化学方程式，设该反应消耗一氧化碳的质量为z则参加反应的一氧化碳的质量为2.8g，容器内一氧化碳质量=16.8g-2.8g=14g，说法正确；D、生成铁的质量为16.8g，铁的氧化物种氧元素的质量为6.4g，，说法不正确；答案：C。【典例3】（河南省驻马店市正阳县2022-2023上学期期末）填空（1）现有四种铁的化合物：①FeO；②Fe2O3；③Fe3O4；④FeS，铁元素的质量分数由低到高排列为________________(填序号)。（2）假设炼铁过程中铁没有损耗，现用含有320吨Fe2O3的赤铁矿石可提炼出含铁质量分数为96%的生铁______吨(计算结果保留一位小数)。【答案】（1）④②③①（2）233.3【解析】（1）硫相对原子质量32，氧相对原子质量为16，所以①FeO；②Fe2O3；③Fe3O4；④FeS可分别转化为①FeO、②、③、④FeO2，转化有氧原子个数越多，铁元素的质量分数越低。所以铁元素的质量分数由低到高排列为④②③①。（2）化学反应前后元素的质量不变，根据可知，氧化铁中的铁的质量与生铁中铁的质量相同，所以可以生产生铁的质量为。004课堂总结005强化训练1．（2023·四川成都·统考二模）春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000°C左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为）发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为：下列说法错误的是A．海绵铁是一种混合物B．上述反应中CO有还原性C．中铁元素的化合价为+3价D．炼铁过程中只生成，不需尾气处理【答案】D【详解】A、海绵铁中含有较多杂质，属于混合物，该选项说法正确；B、在该反应中，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧元素，说明一氧化碳具有还原性，该选项说法正确；C、Fe2O3中，氧元素化合价为-2价，设铁元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则2x+（-2）×3=0，解得x=+3，该选项说法正确；D、尾气中可能含有一氧化碳，而一氧化碳会污染空气，则需要处理尾气，该选项说法错误。故选D。2.（河北省石家庄市第四十二中学2022-2023上学期期末）下列有关金属材料的说法正确的是A.铁矿石是一种铁合金 B.氧化铁属于金属材料C.生铁的含碳量高于钢 D.自然界中的金属都以化合物的形式存在【答案】C【详解】A、铁矿石不是铁合金，故说法错误；B、氧化铁是铁的氧化物，不是金属材料，故说法错误；C、生铁和钢都是铁合金，其中含碳量较高的是生铁，故说法正确；D、少数不活泼金属以单质形式存在，如金、银等，故说法错误。故选C。3.（江苏省苏州市高新区2022-2023下学期2月月考）下列有关工业炼铁的叙述中不正确的是A.炼铁用的设备是高炉B.炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石C.炼铁最终得到的生铁是混合物D.炼铁所用的铁矿石中铁元素的质量分数：赤铁矿>磁铁矿【答案】D【详解】A、炼铁用的设备是高炉，故A正确；B、炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石，故B正确；C、炼铁最终得到的是生铁，生铁中除铁外，还含有其他物质，是混合物，故C正确；D、炼铁所用的铁矿石赤铁矿(Fe2O3)中铁元素的质量分数为；磁铁矿(Fe3O4)中铁元素的质量分数为，故铁矿石中铁元素的质量分数：赤铁矿(Fe2O3)<磁铁矿(Fe3O4)，故D不正确。故选D。4．（2023年山东省滨州市中考）人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中，正确的是A．金属在常温下都是固体B．工业炼铁的原理是，该反应属于置换反应C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈D．铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应【答案】C【详解】A、金属在常温下不都是固体，如汞常温下为液态，选项错误；B、置换反应的定义是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，工业炼铁原理反应物是一氧化碳和氧化铁，没有单质，不属于置换反应，选项错误；C、铁与氧气、水共同反应生成铁锈，所以铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈，选项正确；D、铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝与氧气反应，所以铝制品不易被锈蚀，选项错误；故选：C。5.（黑龙江省哈尔滨市南岗区萧红中学2023-2024上学期开学测试）现有12t赤铁矿石(其他杂质不参加反应)，用于冶炼生铁，充分冶炼后得到的固体残余物为9.3t，请你计算该赤铁矿石中有效成分的含量A.77.5% B.75% C.22.5% D.25%【答案】B【详解】用赤铁矿冶炼生铁的方程式为：，反应后剩余固体的总质量比原来减少12t-9.3t=2.7t，因为杂质不参加反应，所以减少的质量即为原铁矿石中氧化铁中氧元素的质量，由此可得原铁矿石中氧化铁的质量为，故该赤铁矿石中有效成分的含量为故选：B6．（2023·河南驻马店·统考三模）实验室用如图所示装置进行模拟炼铁实验。下列说法正确的是

A．Fe2O3是磁铁矿的主要成分 B．应先加热Fe2O3，再通入COC．红棕色的Fe2O3逐渐变黑 D．气体通过澄清石灰水后可直接排放【答案】C【详解】A、氧化铁是赤铁矿的主要成分，磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，故A说法不正确，不符合题意；B、由于一氧化碳有毒，与空气混合遇明火可能会发生爆炸，所以应先通入CO，将装置内空气排尽，然后加热氧化铁，防止发生爆炸，故B说法不正确，不符合题意；C、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故红棕色的Fe2O3逐渐变黑，故C说法正确，符合题意；D、一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，故气体通过澄清石灰水后，应进行尾气处理，故D说法不正确，不符合题意；故选C。7．（2023·安徽·模拟预测）化学兴趣小组的同学模仿工业炼铁原理，设计如图实验。下列有关说法不正确的是A．实验开始先通入CO，再点燃酒精喷灯B．红棕色的粉末逐渐变黑色C．关闭止水夹一段时间后注射器内溶液变浑浊D．装置中气球的作用是收集CO2，防止污染空气【答案】D【详解】A、CO不纯时，燃烧易爆炸，实验开始先通入CO，是为了排尽装置内的空气，防止爆炸，说法正确；B、氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，红棕色的粉末逐渐变黑色，说法正确；C、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，关闭止水夹，二氧化碳进入注射器，与澄清石灰水反应，可观察到澄清石灰水变浑浊，说法正确；D、气球是为了收集CO，防止污染空气，说法错误。故选D。8.（辽宁省沈阳市虹桥中学2022-2023下学期3月月考）实验室里用如图所示装置还原氧化铁，关于该实验，下列说法错误的是A.实验中观察到玻璃管中红色固体变为黑色，并且澄清的石灰水变浑浊B.实验开始时，点燃酒精灯给玻璃管加热的同时通入纯净的一氧化碳C.为了减少空气污染，应增加尾气处理装置D.实验结束，先停止加热，装置冷却后停止通CO【答案】B【详解】A、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故实验中观察到玻璃管中红色固体变为黑色，并且澄清的石灰水变浑浊，不符合题意；B、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验开始时，先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后点燃酒精喷灯，防止发生爆炸，符合题意；C、一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，故为了减少空气污染，应增加尾气处理装置，不符合题意；D、实验结束，先停止加热，装置冷却后停止通CO，防止反应生成的铁重新被氧化，且可以防止液体倒吸，不符合题意。故选B。9.（河北省石家庄市第四十二中学2022-2023上学期期末）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Fe2O3B.该过程中，体现了一氧化碳的氧化性C.图1和图2中得到的铁产品组成完全相同的D.图1应先熄灭酒精喷灯，待硬质玻璃管中固体冷却后再停止通入一氧化碳【答案】D【详解】A、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其化学式为Fe3O4，故选项说法错误。B、工业上主要是利用CO的还原性来炼铁的，一氧化碳在高温条件下能使氧化铁还原成铁，故选项说法错误。C、两图中得到的铁产品分别是铁、生铁，是不完全相同的，故选项说法错误。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，同时能防止石灰水倒吸，故选项说法正确。故选D。10．（2023·江苏连云港·模拟预测）利用如图所示装置测定某铁的氧化物的化学式。实验记录数据如下：①装铁的氧化物的硬质玻璃管的质量为20g；②硬质玻璃管与铁的氧化物的质量共为31.6g；③通入一氧化碳并加热至铁的氧化物全部转化为铁后，生成的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收，且B中生成沉淀的质量为20g。根据以上实验记录，计算此铁的氧化物的化学式为

A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeO D．Fe5O7【答案】B【详解】由描述①②可知，装入的铁的氧化物质量为，由③可知生成的碳酸钙质量为20g，设生成20g碳酸钙时需要二氧化碳的质量为，则8.8g二氧化碳中氧元素的质量为，则来自铁的氧化物的氧元素的质量为，则铁的氧化物中铁元素的质量为，则铁的氧化物中，铁原子和氧原子的原子个数比为，则该铁的氧化物为四氧化三铁；故选：B。11．（2023·吉林松原·校联考三模）铁是使用最广泛的金属。(图中“——”表示物质可以反应，“→”表示物质转化方向)下列说法正确的是A．赤铁矿炼铁的原理是CO+Fe2O3=2Fe+3CO2B．反应①是一个吸热反应C．反应②的现象为出现气泡，溶液变浅绿色D．反应③的盐溶液可以为溶液【答案】C【详解】A、赤铁矿炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，选项错误；B、由图可知，反应①是铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一个放热的反应，选项错误；C、由图可知，反应②是铁和酸反应生成亚铁盐和氢气，观察到的现象为出现气泡，溶液变浅绿色，选项正确；D、反应③是铁和盐反应生成亚铁盐和一种金属单质，参加反应的盐的金属活动性比铁弱，铝的金属活动性比铁强，所以该反应中的盐溶液不可以为硫酸铝溶液，选项错误。故选C。12．（2023·贵州贵阳·模拟预测）对比是学习化学的重要方法。下列关于Fe2O3与Fe3O4的比较中正确的是A．Fe2O3为黑色，Fe3O4为红棕色B．Fe2O3和Fe3O4都是铁的氧化物C．Fe2O3可用于炼铁，Fe3O4不可用于炼铁D．Fe2O3是磁铁矿的主要成分，Fe3O4是赤铁矿的主要成分【答案】B【详解】A、氧化铁是红棕色的，四氧化三铁是黑色的，不符合题意；B、氧化铁和四氧化三铁均是由Fe、O两种元素组成的化合物，均属于铁的氧化物，符合题意；C、氧化铁和四氧化三铁均能与一氧化碳等还原剂在高温下反应生成铁，均可用于炼铁，不符合题意；D、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，赤铁矿的主要成分是氧化铁，不符合题意。故选B。13．（2023·辽宁沈阳·模拟预测）工业炼铁的部分反应如下所示，其中说法正确的是A．X是焦炭 B．X与CO都具有氧化性C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以单质的形式存在【答案】A【详解】A、氧气和X反应生成二氧化碳，二氧化碳和X反应生成一氧化碳，所以X是焦炭，说法正确B、X是焦炭，焦炭与CO都具有还原性，说法错误；C、一氧化碳和铁的氧化物反应生成铁单质，因为该实验需要多通入一氧化碳排尽装置内空气，所以③反应后的尾气含CO，有剧毒，不能直接排放，说法错误；D、Y是铁的一种氧化物，Y中铁元素应该以化合物的形态存在，与CO反应后生成单质的铁，说法错误。故选A。14．（2023·安徽·模拟预测）某化学兴趣小组的同学想要用含二氧化碳、水蒸气的一氧化碳气体测定m克样品中氧化铁的质量分数。实验装置如图所示（已知试剂均足量，反应充分，样品中的杂质不参与反应也不挥发）。下列说法错误的是

A．实验时先点燃③、⑤处的酒精灯，再通入混合气体B．该实验既可验证一氧化碳的还原性，又可验证一氧化碳的可燃性C．实验时会观察到④中的液体变浑浊D．实验结束后称量③中固体质量为ng，则样品中氧化铁的质量分数为【答案】A【详解】A、实验时应先点燃⑤处的酒精灯，再通入混合气体，等装置中的空气排净以后，再点燃③处的酒精灯，故选项A说法错误；B、该实验中一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳点燃生成二氧化碳，既验证了一氧化碳的还原性，又验证了一氧化碳的可燃性，故选项B说法正确；C、反应生成的二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，所以实验时会观察到④中的液体变浑浊，故选项C说法正确；D、实验结束后称量③中固体质量为ng，样品中氧化铁的质量为：，则样品中氧化铁的质量分数为，故选项D说法正确；故选：A。15．（2023年湖南省株洲市中考）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金。我国粗钢产量自1996年开始已经连续27年位居全球第一。(1)含碳量比较：生铁______（填“大于”或“小于”）钢。(2)炼钢的基础是炼铁。工业上炼铁是把铁矿石（如赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4等）、焦炭和石灰石一起加入锅护，在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。请写出在高温下CO还原FexOy的化学方程式：__________________。【答案】(1)大于(2)FexOy+yCOxFe+yCO2【详解】（1）生铁中的含碳量为2%～4.3%，钢中的含碳量为0.03%～2%，故生铁的含碳量大于钢。（2）发生的反应为在高温下一氧化碳和FexOy生成二氧化碳和铁，化学方程式为：FexOy+yCOxFe+yCO2。16．（2023年安徽省中考）已知草酸钙（）加热易分解：。为验证分解产物中既有CO又有，小明设计如下实验装置。

回答下列问题。(1)B中实验现象是___________________，写出其在D中发生反应的化学方程式___________________。(2)中铁元素化合价为_____。(3)小华认为，在D装置后再增加装置B才能验证CO的存在，小明认为不加装置B就可验证，小明的理由是_____________________。(4)从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是_____________________。【答案】(1)澄清石灰水变浑浊(2)+3(3)D中红棕色固体变黑色(4)缺少尾气处理装置【详解】（1）草酸钙分解产生CO和CO2，生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，D中氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为：（2）中氧元素化合价为-2价，设铁元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可得2x-2×3=0，得出x=+3（3）一氧化碳具有还原性可以还原氧化铁使其由红色固体变黑色，所以从玻璃管中的现象也可验证一氧化碳的存在。（4）因为一氧化碳会污染空气，所以在D之后要加尾气处理装置，以免污染空气。17．（2023年江苏省苏州市中考）中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术，现代铜冶炼废气、废水需经过处理后排放。Ⅰ、铜的冶炼与防腐(1)如图所示一氧化碳还原氧化铜的实验，硬质玻璃管内出现__________________（现象），证明反应已经发生。(2)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请补充完整提纯铜的实验方案：将所得固体置于烧杯中，__________________，干燥。（可选用的试剂：稀、溶液、NaOH溶液，蒸馏水）(3)《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见下表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有__________________铜青铜（含25%的锡）熔点1085℃800℃硬度3.05~6.6注：硬度以金刚石的硬度10为标准，1表示很软，10表示很硬。(4)某同学设计实验探究铜锈蚀产生铜绿［］的条件（如图所示），图中铜片上最不易产生铜绿的是______（填序号）。A．B．C．D．Ⅱ、湿法炼铜废水的处理(5)湿法炼铜产生酸性废水，含有的、可用铁炭混合物（铁粉和活性炭的混合物）除去。其他条件不变，废水pH对、去除率的影响如图所示。①pH<3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的化学方程式为__________________。②相同pH条件下，的去除率远高于的原因可能是____________。Ⅲ、工业铜冶炼废气的处理(6)工业上利用反应冶炼得到Cu，冶炼产生的烟气中含多种成分。经过水洗除尘后，烟气中部分气体分子的百分含量（）随温度变化如图所示。①图中虚线表示或的变化，其中曲线X表示的物质是____________。②当500℃烟气温度下降时，含量降低的主要原因是__________________（用化学方程式表示）。③温度低于200℃时，烟气中几乎不存在水分子的主要原因是__________________。【答案】(1)黑色固体逐渐变红(2)加入足量稀硫酸充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2-3次(3)降低铜的熔点，提高铜的硬度(4)A(5)Fe能置换出Cu，但不能置换出Zn(6)温度较低时，烟气产生液态硫酸有吸水性【详解】（1）一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故硬质玻璃管内出现黑色固体逐渐变红，说明反应已经发生；（2）氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铜和稀硫酸不反应，故可将所得固体置于烧杯中，加入足量稀硫酸充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2-3次，干燥；（3）由表中数据可知，青铜比铜的硬度大，熔点低，故铜冶炼过程中熔入锡的作用有降低铜的熔点，提高铜的硬度；（4）铜锈蚀产生铜绿，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含Cu、C、H、O，反应物中也应含Cu、C、H、O，铜由铜元素组成，空气中含碳元素的物质是二氧化碳，空气中含氢元素的物质是水，氧气也应参与了反应，故铜生锈的条件是铜与氧气、二氧化碳、水接触。A、该实验中，生石灰和氢氧化钠可吸收空气中的二氧化碳和水，该实验中，铜只与氧气接触；B、该实验中铜片与水接触，但是水中可能溶有空气中的气体；C、该实验中铜片与二氧化碳、氧气和水接触，容易生锈；D、该实验中，铜片与氧气和水接触。由以上分析可知，铜片上最不易产生铜绿的是A，因为破坏了铜生锈的两个条件；（5）①pH<3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，产生该现象的原因是铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：；②相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是：铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，能置换出铜，但是锌比铁活泼，铁不能置换出Zn，故填：Fe能置换出Cu，但不能置换出Zn；（6）①由图可知，二氧化硫和氧气逐渐减少，而三氧化硫逐渐增多，说明二氧化硫和氧气反应生成了三氧化硫，即，由化学方程式可知，参加反应的二氧化硫、氧气与生成三氧化硫的的分子个数比为：2：1：2，结合图中气体分子的百分含量变化，曲线X表示的物质分子的百分含量约降低了10%，而另一种气体分子的百分含量约降低了5%，故曲线X表示的物质是SO2；②由图可知，当500℃烟气温度下降时，三氧化硫和水的含量均降低，是因为三氧化硫和水反应生成硫酸，该反应的化学方程式为：；③由图可知，温度低于200℃时，此时烟气中不含气态的硫酸，说明此时硫酸转化为液态，而浓硫酸具有吸水性，故烟气中几乎不存在水分子的主要原因是：温度较低时，烟气产生液态硫酸有吸水性。18．（2023年湖南省衡阳市中考）黄铜(锌和铜的合金)在古代应用非常广泛，古人用炉甘石()，赤铜()和木炭制备黄铜，其中—种流程如下：

(1)黄铜和纯铜相比较，硬度更大的是_____。(2)反应Ⅱ中赤铜与木炭反应生成铜和二氧化碳，请写出此反应的化学方程式_________________。(3)黄铜与黄金外观上非常相似，请用一种方法对两者进行区分_________________。【答案】(1)黄铜(2)(3)取少量两者置于试管中，向试管中加入适量稀盐酸，有气泡生成的是黄铜，无明显现象的是黄金【详解】（1）合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性也更好，黄铜是锌和铜的合金，故硬度更大的是黄铜；（2）反应Ⅱ中赤铜与木炭在1100℃~1300℃时反应生成铜和二氧化碳气体，化学方程式为；（3）黄铜是锌和铜的合金，锌可以与稀盐酸反应生成氢气和氯化锌，而黄金化学性质稳定，不与稀盐酸反应，故区分方法是：取少量两者置于试管中，向试管中加入适量稀盐酸，有气泡生成的是黄铜，无明显现象的是黄金。19．（2023年四川省眉山市中考）钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能，被誉为“未来金属”。我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下。

回答下列问题：(1)钛铁矿需要粉碎，其目的是________________。(2)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中钛元素的化合价为_____价。(3)TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属钛，该反应的化学方程式为_________________。(4)金属矿物不能再生。下列能有效保护钛金属资源的措施是_____。A．回收利用废旧钛金属制品 B．任意开采钛金属矿石C．钛金属抗腐蚀性能好，可随意堆放储存 D．寻找、开发钛金属的代替品【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率(2)+4(3)(4)AD【详解】（1）钛铁矿需粉碎，其目的是增大反应物接触面积，使反应更快、更充分。（2）设其中钛元素的化合价为x，根据化合价代数和为0，x+2+(-2)×3=0，x=+4。（3）TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属钛，化学方程式为：。（4）A、回收利用废旧金属制品能有效保护钛金属资源，正确；B、任意开采钛金属矿石，不利于保护钛金属资源，会造成钛金属资源浪费，错误；C、钛金属虽然抗腐蚀性能好，但也不能随意堆放储存，错误；D、寻找、开发金属的代用品，能有效保护钛金属资源，正确。故选AD。20．（2023年重庆市中考B卷）2023年5月，大连湾海底隧道贯通，我国自主研制的盾构机起了重要作用。盾构机的壳体、刀盘等都使用了钢材。回答下列问题。(1)与纯铁相比，钢铁的优良性能有__________________（填一种）。(2)高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应，反应的化学方程式为__________________，反应中的还原剂为______。(3)每年有大量的钢铁因腐蚀而报废，写出防止铁生锈的一条措施__________________。【答案】(1)硬度大(2)一氧化碳/CO(3)刷漆【详解】（1）钢铁是铁碳合金，合金相对于纯金属，具有硬度大，熔点低，抗腐蚀性好等优良性能；（2）①高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；②反应中一氧化碳夺走氧化铁中的氧，作为还原剂，所以填：一氧化碳或CO；（3）铁生锈是与空气中的水、氧气反应，防止铁生锈的措施可以是：刷漆、涂油等21.（山东省淄博市临淄区2022-2023上学期期末）如图为一氧化碳还原氧化铁的实验装置。（1）A中化学方程式为______。（2）一氧化碳还原氧化铁的实验操作应该（填“a”或“b”）______（a．先通一氧化碳，后加热；b．先加热，后通一氧化碳），这样操作的目的是____________。实验中检验CO2的化学方程式为：____________。（3）小美对装置A中反应后的固体物质进行如下探究：实验方案实验现象有关化学方程式实验结论取少量反应后的固体，滴加______。______________________________固体中含有铁粉【实验反思】实验安全很重要。①实验前要检验CO纯度，其目的是__________________。②实验结束后拆卸装置时，小红发现A处玻璃管炸裂，可能的原因是__________________。③小明在通CO之前用点燃的方法处理尾气时，发现火焰顺着导管进入装置B中而发出轻微的爆鸣声。对此，下列说法正确的是______。a．改用气球收集尾气b．个别现象，无关紧要，不予理睬c．发生爆鸣声的原因可能是装置B中空气未排尽【答案】（1）（2）①.a②.防止一氧化碳与空气混合发生爆炸③.（3）①.稀盐酸②.有气泡产生③.④.防止一氧化碳不纯发生爆炸⑤.熄灭酒精灯后直接停止通一氧化碳⑥.ac【解析】（1）A中一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为。（2）一氧化碳不纯时加热会发生爆炸，为防止一氧化碳与空气混合发生爆炸，则实验开始时要先通一氧化碳一段时间后再开始加热；二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为。（3）铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则可向固体中滴加盐酸，若有气泡产生，则说明固体中含有铁粉，反应的化学方程式为；①一氧化碳为可燃性气体，不纯时会发生爆炸，为防止一氧化碳不纯发生爆炸，则开始前要先验纯。②实验结束后，发现A处玻璃管炸裂，可能原因为实验结束后熄灭酒精灯后直接停止通一氧化碳，导致澄清石灰水倒吸，引起玻璃棒炸裂。③a、改用气球收集尾气，可以防止发生爆炸，该选项说法正确；b、虽然是个别现象，但是很重要，要查找原因，进行整改，该选项说法不正确；c、点燃尾气时发出轻微的爆鸣声，说明尾气不纯，则说明装置B中空气未排尽，该选项说法正确。故选ac。22．（2023·四川成都·模拟预测）化学兴趣小组同学参观了某钢铁公司，大家对如图所示的炼铁和炼钢的工艺流程，有了全新的认识。(1)用文字叙述炼铁的原理__________________。(2)写出用赤铁矿石炼铁的化学方程式__________________。(3)原料中焦炭的作用是__________________；炼铁时，采用固体原料从上面加入的优点是__________________。(4)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中______（填一种仪器的名称）的作用。(5)在钢水铸件机中，高温钢加工成钢制零件时，充入氮气做保护气，主要因为氮气____________。(6)在钢制成品表面“涂层”的目的是防止钢制成品中的铁与空气中的______发生化学反应而生锈。【答案】(1)在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(3)提供热量、产生还原剂CO使物质充分接触，从而充分反应(4)玻璃棒(5)化学性质不活泼(6)氧气和水蒸气（或O2和H2O）【详解】（1）高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来，故填：在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来；（2）赤铁矿石的主要成分是氧化铁，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3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（3）原料中焦炭的作用是提供热量、产生还原剂CO；炼铁时，采用固体原料从上面加入的优点是使物质充分接触，从而充分反应；（4）玻璃棒的应用之一是搅拌，向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，该操作相当于玻璃棒的作用，故填：玻璃棒；（5）氮气的化学性质不活泼，在该操作中可以用作保护气，故填：化学性质不活泼；（6）在钢制成品表面“涂层”的目的是：防止钢制成品中的铁与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应而生锈，故填：氧气和水蒸气或O2和H2O。23．（2023·广西贺州·统考三模）某研究性学习小组学完金属的冶炼后，以“铁的冶炼”为主题展开项目式学习。【任务一】铁的冶炼实验

【实验分析】(1)实验开始和结束时，均需通一会CO，实验开始时先通入CO的目的是______。(2)B装置的作用是______。(3)实验时可观察到硬质玻璃管内固体由______色变为黑色。实验后老师指出，CO与Fe2O3在不同温度下反应时，Fe2O3因失氧程度不同会生成其他铁的氧化物或铁单质。于是同学们对实验后A装置硬质玻璃管内的黑色固体的成分产生好奇，于是开展如下任务二。(4)【任务二】探究硬质玻璃管内黑色固体的成分【提出问题】该黑色固体的成分是什么？【查阅资料】铁的氧化物有Fe2O3、Fe3O4、FeO三种，其中FeO、Fe3O4均为不溶于水的黑色固体；其