第5單元金屬的冶煉與利用5.2金屬礦物鐵的冶煉一、單選題（共10題；共20分）1.高爐煉鐵的主反應(yīng)為。下列有關(guān)說法正確的是（

）A.

該反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)又是置換反應(yīng)

B.

CO由焦炭和焦炭燃燒所得的CO2反應(yīng)產(chǎn)生

C.

所得產(chǎn)物為生鐵，含碳量比鋼低

D.

高爐尾氣對環(huán)境無影響，可直接排放【答案】B【解析】A.反應(yīng)中CO得氧變成CO2發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e2O3失氧變成Fe發(fā)生還原反應(yīng)，所以這個反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)；置換反應(yīng)指由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另外一種單質(zhì)和一種化合物的反應(yīng)，由于反應(yīng)的反應(yīng)物中沒有單質(zhì)，該反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)，故不符合題意；B.焦炭燃燒放熱，提高爐溫，反應(yīng)為：；并轉(zhuǎn)化成CO，反應(yīng)為：，故符合題意；C.生鐵中的含碳量為2%～4.3%，鋼中的含碳量為0.03%～2%，生鐵的含碳量比鋼高，故不符合題意；D.高爐尾氣中含有一氧化碳等有害氣體，對環(huán)境有危害，不能直接排放，故不符合題意。2.按如圖進行實驗，下列分析或結(jié)論正確的是（

）A.

導管口剛有氣泡冒出說明反應(yīng)開始

B.

實驗結(jié)束應(yīng)立即倒出粉末

C.

木炭能使氧化銅還原為銅

D.

固體減少的質(zhì)量一定等于生成二氧化碳質(zhì)量【答案】C【解析】A、試管中有空氣，導管口剛有氣泡冒出的是受熱膨脹的空氣，不能說明反應(yīng)開始，不符合題意；B、實驗結(jié)束應(yīng)立即倒出粉末，此時產(chǎn)物銅的溫度較高，容易和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，又產(chǎn)生黑色的氧化銅，所以要等固體冷卻后才能倒出，不符合題意；C、木炭具有還原性，能奪取氧化銅中的氧元素，使氧化銅失去氧，變成單質(zhì)銅，符合題意；D、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，固體減少的質(zhì)量等于氧化銅中失去的氧元素的質(zhì)量和參加反應(yīng)的碳元素的質(zhì)量的總和，反應(yīng)中可能生成一氧化碳，所以固體減少的質(zhì)量不一定等于生成二氧化碳質(zhì)量，不符合題意。3.把鐵礦石、焦炭和石灰石一起加入高爐煉鐵中進行冶煉，得到的產(chǎn)物是（

）A.

生鐵

B.

純鐵

C.

銅

D.

鋼【答案】A【解析】把鐵礦石、焦炭和石灰石一起加入高爐煉鐵中進行冶煉，得到的產(chǎn)物是含有大量C單質(zhì)的生鐵。4.能正確反映我國早在西漢發(fā)現(xiàn)，宋初應(yīng)用的濕法煉銅反應(yīng)原理的是（

）A.

2CuO+C2Cu+CO↑

B.

Hg+CuCl2=Cu+HgCl2

C.

2Fe+3CuSO4=3Cu+Fe2(SO4)3

D.

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4【答案】D【解析】濕法煉銅反應(yīng)原理指的是Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，5.下列敘述正確的是（

）A.

英國化學家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分，弄清了燃燒的本質(zhì)

B.

工業(yè)煉鐵的原理是在高溫的條件下，利用一氧化碳將鐵礦石中的鐵置換出來

C.

含有同種元素且由一種物質(zhì)組成，則該物質(zhì)一定是單質(zhì)

D.

將煤砸成小塊可以使煤充分的燃燒，減少一氧化碳和二氧化硫的產(chǎn)生【答案】C【解析】A.拉瓦錫是法國化學家，故錯誤，不符合題意；B.工業(yè)煉鐵的原理是在高溫的條件下，利用一氧化碳將鐵礦石中鐵還原出來，反應(yīng)物中沒有單質(zhì)，不是置換反應(yīng)，故錯誤，不符合題意；C.單質(zhì)是由一種元素組成的純凈物，含同種元素且由一種物質(zhì)組成，則該物質(zhì)一定是單質(zhì)，故正確，符合題意；D.煤砸成小塊，能增大與氧氣的接觸面積，能使煤充分的燃燒，能減少一氧化碳，但不能減少二氧化硫的產(chǎn)生，故錯誤，不符合題意。6.利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是（

）A.

實驗時應(yīng)先點燃酒精燈后通CO

B.

充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色

C.

b處可用澄清石灰水檢驗生成的CO2

D.

可用NaOH溶液吸收尾氣中的CO【答案】C【解析】A.由于CO是可燃性氣體，實驗時要先通CO排出管內(nèi)空氣，再點燃酒精燈，故不符合題意；B.a處氧化鐵和一氧化碳在加熱條件下生成鐵和二氧化碳，可觀察到固體有紅色變?yōu)楹谏?，故不符合題意；C.二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，檢驗二氧化碳可以用澄清石灰水，故符合題意；D.一氧化碳不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不能用氫氧化鈉溶液吸收CO，故不符合題意。7.用一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為鐵的具體過程是：。已知鐵的氧化物除Fe2O3外，其余均為黑色。下列說法正確的是（

）A.

裝置中漏斗的作用是防止倒吸

B.

通過實驗現(xiàn)象可以判斷氧化鐵是否完全轉(zhuǎn)化為鐵

C.

該實驗中所有的化學反應(yīng)里，氧元素的化合價均未改變

D.

當硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為74%時，固體成分是Fe3O4和FeO【答案】D【解析】A、一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是點燃過量的一氧化碳，防止污染空氣，不符合題意；B、隨著反應(yīng)的進行現(xiàn)象為：玻璃管中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏ㄟ^實驗現(xiàn)象不可以判斷氧化鐵是否完全轉(zhuǎn)化為鐵，因為鐵和四氧化三鐵和氧化亞鐵均為黑色固體，不符合題意；C、該實驗中所有的化學反應(yīng)里，最后一步一氧化碳在空氣中點燃生成二氧化碳，其中氧氣為單質(zhì)，化合價為0價，生成物二氧化碳中氧元素化合價為-2價，化合價發(fā)生變化，不符合題意；D、Fe2O3、Fe3O4和FeO中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)依次為、、。隨著反應(yīng)的進行，可知氧化鐵反應(yīng)生成四氧化三鐵，鐵的質(zhì)量分數(shù)變高，當全部是四氧化三鐵時變?yōu)?2.4%，當四氧化三鐵反應(yīng)生成氧化亞鐵時，鐵的質(zhì)量分數(shù)變高，當全部是氧化亞鐵時變?yōu)?7.8%。當硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為74%時，可知處在72.4%和77.8%之間，所以此時固體成分是Fe3O4和FeO，符合題意。8.實驗室用圖裝置模擬煉鐵。下列說法正確的是（

）A.

磁鐵礦的主要成分是Fe2O3

B.

應(yīng)先加熱Fe2O3再通入CO

C.

紅棕色的Fe2O3逐漸變黑

D.

氣體通過澄清石灰水后可直接排放【答案】C【解析】A.磁鐵礦的主要成分是Fe3O4，赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，故不符合題意；B.一氧化碳屬于可燃性氣體，混有一定的空氣遇明火會發(fā)生爆炸，故應(yīng)先通一氧化碳，將裝置內(nèi)的空氣排盡，然后加熱，以防爆炸，故不符合題意；C.一氧化碳和三氧化二鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，三氧化二鐵是紅色的，鐵粉是黑色的，故紅棕色的Fe2O3逐漸變黑，故符合題意；D.一氧化碳有毒，防止未反應(yīng)的一氧化碳污染空氣，應(yīng)增加尾氣處理裝置，不能直接排放，故不符合題意。9.分析木炭還原氧化銅、CO還原氧化銅這兩個化學反應(yīng)，結(jié)論正確的是（

）A.

反應(yīng)條件都是加熱

B.

碳元素的化合價在反應(yīng)前后不變

C.

都可用于實驗室制取CO2

D.

C和CO都具有還原性【答案】D【解析】A、木炭還原氧化銅反應(yīng)條件是高溫，CO還原氧化銅反應(yīng)條件是加熱，A不符合題意；B、木炭還原氧化銅，生成銅和二氧化碳，碳元素的化合價由0價變?yōu)?4價，CO還原氧化銅，生成銅和二氧化碳，碳元素的化合價由+2價變?yōu)?4價，B不符合題意；C、這兩個反應(yīng)都不適合實驗室制取CO2，因為反應(yīng)條件是高溫或加熱，操作比較難，且收集到的二氧化碳?；煊幸谎趸?，C不符合題意；D、C和CO都能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，在反應(yīng)中都得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，具有還原性，D符合題意。10.如圖是一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置圖。下列有關(guān)說法正確的是（

）A.

實驗中觀察到黑色粉末變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁

B.

硬質(zhì)玻璃管中反應(yīng)的化學方程式為3CO＋Fe2O3=2Fe＋3CO2

C.

實驗過程中要先點燃酒精噴燈，再通入一氧化碳

D.

該實驗中酒精燈的作用是處理尾氣【答案】D【解析】【解答】A.實驗中一氧化碳和紅色的氧化鐵固體反應(yīng)生成二氧化碳和黑色的鐵單質(zhì)，因此觀察到紅色粉末變?yōu)楹谏?，澄清石灰水變渾濁，故不符合題意。B.硬質(zhì)玻璃管中一氧化碳和鐵粉在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學方程式為3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。故不符合題意。C.實驗過程中為了防止一氧化碳在不純的條件下加熱容易發(fā)生爆炸，因此要先通入一氧化碳一段時間，把里面的空氣排出，再點燃酒精噴燈，故不符合題意。D.一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染空氣，因此要進行尾氣處理，在該實驗裝置末點燃一盞酒精燈可以將一氧化碳燃燒產(chǎn)生不污染空氣的二氧化碳，因此酒精燈的作用是處理尾氣。故符合題意。二、計算題（共2題；共6分）11.請回答下列與工業(yè)煉鐵有關(guān)的問題。（1）工業(yè)上常用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵，其原理可用化學反應(yīng)方程式表示為，其中表現(xiàn)出還原性的物質(zhì)是________；（2）若用160t氧化鐵，理論上可煉得純鐵________t?！敬鸢浮浚?）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；一氧化碳

（2）112【解析】【解答】（1）一氧化碳和赤鐵礦在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)方程式為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；其中一氧化碳具有還原性；（2）設(shè)160t氧化鐵，理論上可煉得純鐵的質(zhì)量為xFe2O3+3CO2Fe+3CO2160112160tx=

求得x=112t12.工業(yè)煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐，在高溫下通入空氣進行一系列反應(yīng)把鐵還原出來。計算：（1）Fe2O3的相對分子質(zhì)量是：________

（2）5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中，其氧化鐵的質(zhì)量是________

t；

（3）上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98%的生鐵________

t

【答案】（1）160（2）4200（3）3000【解析】⑴Fe2O3的相對分子質(zhì)量是：56×2+16×3=160；⑵5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中，其氧化鐵的質(zhì)量是5000t×84%=4200t；⑶上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98%的生鐵的質(zhì)量為（4200t×）/98%=3000t。三、實驗探究題（共1題；共10分）13.某小組在實驗室利用如下裝置進行實驗:I.CO還原Fe2O3;II.探究產(chǎn)物成分。（1）I.CO還原Fe2O3檢查裝置氣密性、添加藥品、連接裝置，接下來的操作是________(填序號);a.先通一氧化碳;b.先點燃酒精噴燈加熱（2）寫出該條件下CO還原Fe2O3的化學方程式:________。（3）上圖裝置中不足之處是________。（4）II.探究產(chǎn)物成分對黑色產(chǎn)物的成分進行探究:①經(jīng)查閱資料可知，在不同溫度下，該還原反應(yīng)的過程如下:②已知Fe3O4、FeO與稀鹽酸反應(yīng)不會產(chǎn)生氣泡，與CuSO4溶液不反應(yīng)。提出問題:反應(yīng)后所得黑色固體的成分?提出猜想:關(guān)于黑色固體組成有很多種可能，現(xiàn)針對其中三種合理猜想進行探究①Fe3O4和FeO②________和________(寫化學式)③Fe.實驗驗證過程如下:操作反應(yīng)現(xiàn)象化學方程式步驟1:取少量黑色固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩。固體:黑色固體完全消失;液體:由無色變?yōu)闇\綠色;氣體:有氣泡產(chǎn)生。步驟2:取少量黑色固體于試管中，滴加足量CuSO4溶液，振蕩。固體:黑色固體完全消失，，液體:________。Fe+CuSO4=Cu+FeSO4得出結(jié)論:猜想________是正確的(選填“①”或“②”或“③”);（5）稱重分析:由以上實驗可知，若有純凈Fe2O3(相對分子質(zhì)量為160)樣品16g，通入CO完全反應(yīng)(到固體質(zhì)量不再減少)，剩余固體質(zhì)量為________g。【答案】（1）a（2）（3）未對CO尾氣進行處理

（4）FeO；Fe；Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；有紅色固體析出；溶液由藍色變?yōu)闇\綠色；③

（5）11.2【解析】（1）使用一氧化碳還原氧化鐵，正確的實驗步驟是：檢查裝置氣密性、添加藥品、連接裝置、通入一氧化碳一段時間、加熱。故答案為：a；（2）一氧化碳在高溫下還原氧化鐵，生成鐵和二氧化碳。故答案為：；（3）實驗室使用一氧化碳還原氧化鐵時，一氧化碳要先通入一段時間，而一氧化碳有毒，且會污染大氣。所以應(yīng)該在實驗裝置尾部增添一個尾氣處理裝置。故答案為：缺少尾氣處理裝置；（4）高溫下生成的黑色固體可能是Fe3O4、FeO，或者FeO、Fe，或Fe?，F(xiàn)取少量黑色固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩。發(fā)現(xiàn)黑色固體完全消失，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，有氣泡產(chǎn)生。而根據(jù)題干材料