《备考2023年中考化学教材实验盘点-专题10探究铁的冶炼实验(教师版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备考2023年中考化学教材实验盘点-专题10探究铁的冶炼实验(教师版)（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题10 探究铁的冶炼实验1.一氧化碳还原氧化铁实验：（氧化铁是铁锈主要成分，为红色，还原出来的铁粉是黑色）炼铁原理：_Fe2O33CO2Fe3CO2_。用磁铁矿炼铁的化学方程式是Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。ABC氧化铁（1）A管现象：红色固体变成黑色，发生的化CO学方程式为Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2。BA（2）B处现象：石灰水变浑浊，发生的化学方程澄清的石灰水式为 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O。点燃（3）C处现象：燃烧发出蓝色火焰，放出热量，发生的化学方程式为2CO+O22CO2。（4）在本实验中，B装置作用是证明反应生成CO2并除去CO2；C装置的作用：防
2、止有毒的CO污染空气。（5）尾气的处理方法有点燃、用气球收集、用排水法收集。（6）实验开始时要注意先通入验纯的CO一会儿再加热，目的是排净装置内空气，防止CO与空气混合遇明火而爆炸。实验结束时要注意先停止加热继续通入CO直到冷却为止；目的是防止很热的铁被氧化。（7）在此实验中，证明还原出铁的方法：物理方法是用磁铁吸引，有物质被吸引说明生成了铁，化学方法是向固体中滴加稀盐酸，产生气泡则证明生成了铁。(2)实验注意事项：先通入一氧化碳气体，目的是_排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸_；实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，一是_防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧
3、化铁_，二是还可_防止澄清石灰水倒吸_；尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要_收集或点燃_，以防止直接排放污染空气。2.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：赤铁矿炼铁原理_Fe2O33CO2Fe3CO2_；磁铁矿炼铁原理Fe3O44CO3Fe4CO2_(4)用化学方程式表示，高炉中如何产生一氧化碳：_CO2CO2_，_CCO22CO_。(5)产品：_生铁_。(6)石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去。(7)炼铁拓展：菱铁矿成分是FeCO3，用它炼铁的缺点是含铁量低；黄铁矿主要成分是FeS2，用它炼铁的缺点是含铁
4、量低且会产生二氧化硫污染空气(8)高炉煤气中含氮气、稀有气体、CO2、CO、烟尘等，其中大气污染物是CO、烟尘。1工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：已知：生铁的含碳量为2%4.3%，钢的含碳量为 0.03%2%。（1）反应：Fe2O3+3CO2Fe+3CO，Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是_，用于高炉炼铁的原理是_（填序号）。（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是_。（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是_。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3)，其中硅元素的化合价是_。（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是_。将钢锭轧成钢板，体现了金属的_性。（5）钢铁
5、制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式：_。【答案】（1）（2）增大反应接触面积，加快反应速率（3）N2+4（4）使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量延展（5）Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O【解析】（1）一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。故选；高炉炼铁是利用一氧化碳还原氧化铁，故选。（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率。（3）空气的主要成分是氮气和氧气，但氮气不参与炼铁的反应。故热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是N2；CaSiO3中Ca显+2价，O显-2价，则
6、Si的化合价为0-（-2）3-（+2）=+4。（4）生铁中含有较多的碳，碳与氧气能反应生成二氧化碳。故炼钢炉中，通入纯氧的目的是使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量；将钢锭轧成钢板，体现了金属的延展性。（5）硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水。化学方程式为Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O。2学习了金属矿物及其冶炼后，同学们设计了两组实验装置，请回答：（1）铁元素在自然界中分布很广，氧化铁是 （填写铁矿石名称）的主要成分。如图1是用一氧化碳还原氧化铁粉末的实验装置，反应一段时间后，观察到玻璃管中的氧化铁粉末逐渐变成 色，装置B中的现象是 ，虚线框内装置的作用是 （填字母序
7、号）。a吸收二氧化碳 b消耗一氧化碳 c检验一氧化碳（2）如图2是用适量木炭粉还原氧化铁粉末的实验装置，写出反应的化学方程式： ，试管口部略向下倾斜的原因是 。反应一段时间后，装置C中澄清石灰水无现象的原因是 （用化学方程式表示）。同学们发现一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但性质有所不同。以下说法正确的是 （填字母序号）。a一氧化碳不能与水反应，二氧化碳能与水反应b一氧化碳和二氧化碳的分子结构不同c一氧化碳和二氧化碳都可以作气体肥料d一氧化碳和二氧化碳都可以作还原剂【答案】（1）赤铁矿 黑 澄清的石灰水变浑浊 b（2）3C+2Fe2O34Fe+3CO2 防止冷凝水倒流、炸裂试管 2NaOH+
8、CO2Na2CO3+H2O ab【解析】（1）氧化铁是赤铁矿的主要成分；一氧化碳具有还原性，在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，所以玻璃管中的氧化铁粉末逐渐变成黑色，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以装置B中澄清的石灰水变浑浊；尾气中含有有毒的一氧化碳气体，为了防止排放到空气中造成污染，所以将尾气点燃处理；（2）在高温的条件下，碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3C+2Fe2O34Fe+3CO2；给试管中的固体加热时，为防止冷凝水倒流、炸裂试管，所以试管口应略向下倾斜；装置B中的氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+
9、CO2Na2CO3+H2O，所以装置C中澄清石灰水无现象；a一氧化碳不能与水反应，二氧化碳能与水反应，选项说法正确；b一氧化碳和二氧化碳的分子结构不同，选项说法正确；c一氧化碳不能作气体肥料，二氧化碳可以作气体肥料，选项说法错误；d一氧化碳具有还原性，可以作还原剂；二氧化碳没有还原性，不能用作还原剂，选项说法错误。1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(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)【答案】D【解析】炼铁所用的铁矿石中铁元素的质量分数：赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿
10、(Fe3O4),D 符合题意；2甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图。下列叙述中正确的是（） A炼铁的主要原理是：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2B乙图炼铁中原料石灰石的作用是分解制备一氧化碳C甲图中实验开始时一定要先通一段时间一氧化碳D乙图中分离出炉渣后得到的生铁是纯净物【答案】C【解析】A.炼铁的原理是氧化铁与一氧化碳高温反应生成铁和二氧化碳，化学方程式写成3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故A不符合题意；B.乙图所示的炼铁原料中焦炭的作用是既提供热量又产生还原剂一氧化碳，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣，故B不符合题意；C.甲图所示的实验中，实验开始时先通
11、CO，后点燃酒精喷灯，故C符合题意；D.乙图是炼铁高炉，得到的是生铁，属于混合物，故D不符合题意。3.（2021湖北九年级竞赛）用某同学改进的如图装置，测得甲中硬质玻璃管（含药品）在反应前和完全反应后的质量分别为M1和M2。下列有关分析正确的是（ ）A装置甲中玻璃管内发生的是置换反应B装置乙只能起到验证二氧化碳的作用C停止加热需继续通CO直至冷却D制得铁的质量为（M1-M2）【答案】C【解析】A、置换反应是一种单质与一种化合物起反应，生成另一单质和另一化合物的反应。而装置甲中玻璃管内发生的是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳的反应。不符合置换反应的定义，A错；B、装置乙既能起到验证二氧化碳的
12、作用也能起到收集适量尾气一氧化碳的作用。B错；C、由于一氧化碳与氧化铁反应生成热的铁容易被氧化，因此停止加热需继续通CO直至冷却。C正确；D、硬质玻璃管中反应前是氧化铁，反应后是铁，因此（M1-M2）是氧化铁中氧元素的质量。D错。故选C。4.根据如图所示实验判断，下列说法错误的是（ ）A先通入一氧化碳，后对氧化铁加热B玻璃管中红棕色固体变为黑色C一氧化碳高温还原氧化铁属于置换反应D澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成【答案】C【解析】A、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，故应先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后加热，防止发生爆炸，不符合题意；B、一氧化碳和氧化铁在
13、高温下反应生成铁和二氧化碳，故玻璃管内红棕色固体变为黑色，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，反应物都是化合物，不属于置换反应，符合题意；D、二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，不符合题意。故选C。5（2021福建邵武市教师进修学校模拟预测）用如图装置（夹持装置已略去）和药品进行模拟炼铁实验，测得甲中硬质玻璃管（含药品）在反应前和完全反应后的质量分别为M1和M2。下列有关分析错误的是（ ）A装置乙中澄清石灰水会变浑浊B停止加热需继续通CO直至冷却C该套装置的缺陷是没有用燃着的酒精灯处理尾气D氧化铁中氧元素的质量为（M1M2）【
14、答案】C【解析】A、模拟炼铁实验生成二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。A正确；B、一氧化碳与氧化铁反应生成的铁温度高，易被氧化，因此停止加热需继续通CO直至冷却。正确；C、一氧化碳不溶于水，也不与石灰水反应，因此装置乙能起到收集适量尾气一氧化碳的作用。C错；D、硬质玻璃管中反应前是氧化铁，完全反应后是铁，因此（M1M2）是氧化铁中氧元素的质量。D正确。故选C。6如图为CO还原Fe2O3的微型实验装置（夹持仪器已略去），甲酸在热的浓硫酸作用下分解生成CO，利用CO还原Fe2O3。（已知： ）下列有关该实验的说法错误的是（） A此装置内空间较小，空气易排尽，实验危险系数小B此实验装置的主要优点是尾气处理有效节能C该实验中CO既表现出还原性，又表现出可燃性D该实验中观察到的现象是红色固体变成了银白色，澄清石灰水变浑浊【答案】D【解析】A、此装置内空间较小，空气容易排尽，实验危险系数小，不符合题意；B、此实验装置尾气中的一氧化碳燃烧产生的热量对氧化铁进行加热，充分利用了能源，此实验装置的主要优点是尾气处理有效节能，不符
