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九年级化学金属的冶炼(铁的冶炼)复习试题及答案

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九年级化学金属的冶炼(铁的冶炼)复习试题及答案

1、炼铁选用的铁矿不仅要选含铁量高的,还要选“有害元素”少的.常见的铁矿有:磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、褐铁矿(主要成分是2Fe2O3•3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2).你认为最适宜炼铁的矿石是______,理由是______.
答案
因为炼铁选用的铁矿不仅要选含铁量高的,还要选“有害元素”少的.已知常见的铁矿有:磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、褐铁矿(主要成分是2Fe2O3•3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2).根据质量守恒定律的元素守恒,从元素组成上分析,则最适宜炼铁的矿石是磁铁矿和赤铁矿,理由是 这两种铁矿含铁量高,含硫等有害元素少,便于冶炼,污染少.
故答为:磁铁矿和赤铁矿,这两种铁矿含铁量高,含硫等有害元素少,便于冶炼,污染少

2、(1)高炉中用赤铁矿炼铁的主要化学方程式为______,其中氧化铁中的氧被夺去,发生______反应.物质发生氧化反应的元素,其化合价会______(填“升高”、“降低”或“不变”).
(2)己知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中,铁与氧的质量比为21:8,则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可以是______A.9:20:5B.18:40:33C.2:5:3D.5:6:3
(3)铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用______.
答案
(1)赤铁矿的主要成分为氧化铁,在炼铁时常用一氧化碳作为还原剂;一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,方程式是Fe2O3+3CO
高温
.

2Fe+3CO2;此反应中氧化铁发生还原反应,一氧化碳发生氧化反应,碳元素的化合价由+2价变为+4价,化合价升高;故答案为:Fe2O3+3CO
高温
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2Fe+3CO2;还原;升高;
(2)因 Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比为21:8,则任意量都可满足混合物中铁、氧元素的质量之比为21:8;FeO和Fe2O3可写成Fe2O3•FeO=Fe3O4形式即它们的分子个数的比应保持在1:1,即质量比为20:9时,两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为21:8.所以FeO和Fe2O3的质量比为 9:20 时,两种物质的混合物中铁元素和氧元素的质量比也恰好为 21:8;故答案为:AB;
(3)铁元素在人体中是血红蛋白的成分,帮助氧气的运输;
故答案为:是血红蛋白的成分,帮助氧气的运输.
3、工业炼铁
(1)原理:在高温下,利用还原剂______将铁从铁矿石里的铁______出来.
一氧化碳还原氧化铁的实验现象:______,澄清石灰水变______,尾气燃烧产生______火焰.
下面是该实验主要步骤:①检验装置的气密性、②装入药品并固定、③向玻璃管内通入一氧化碳气体、④给氧化铁加热、⑤停止加热、⑥停止通入一氧化碳.正确顺序:______
(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气
①焦炭的作用:______、______;
②石灰石的主要作用______.
(3)主要设备:高炉.高炉中发生的主要反应有:______、______、______.
答案
(1)在高温的条件下,利用一氧化碳做还原剂将铁从铁矿石中将铁还原出来;一氧化碳还原氧化铁时,会看到红色粉末逐渐变成黑色,澄清的石灰水变浑浊,尾气是一氧化碳,燃烧时发出蓝色火焰;实验室中用一氧化碳还原氧化铁的步骤是:检验装置气密性;装入药品并固定试管;给试管内通入CO;给氧化铁加热;待试管内的红色粉末全部变黑后停止加热;等试管冷却后停止通CO;
(2)①焦炭的作用:提供热量、生成一氧化碳;②石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣;
(3)高炉中发生的主要反应有:在高温下,焦炭跟氧气反应生成二氧化碳;二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳;一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应,生成铁.
故答案为:(1)CO;还原;红色粉末逐渐变成黑色;浑浊;蓝色;①②③④⑤⑥;
(2)①提供热量;生成一氧化碳;②将矿石中的二氧化硅转变为炉渣;
(3)C+O2
点燃
.

CO2;②C+CO2
高温
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2CO;③3CO+Fe2O3
高温
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2Fe+3CO2.
4、已知碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]受热易分解、能与酸反应.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物.某学校化学研究小组以孔雀石为原料制备CuSO4•5H2O的流程如下:

请回答下列问题:
(1)流程中,X的化学式是______;由溶液B获得CuSO4•5H2O,需要经过加热蒸发、______、过滤等操作.
(2)若通过置换反应由溶液B制备金属铜,反应的化学方程式是______.
若选用下列物质与氧化铜反应制备铜,写出反应的化学方程式:
①选用非金属单质______:
②选用氧化物______.
(3)工业上用焦炭在高温电炉中还原SiO:可得到含有少量杂质的Si和CO,反应的化学方程式是
______,该反应类型为______.
答案
(1)①孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其主要杂质为Fe、Si等,是以铁盐或者铁的氧化物形式存在,而S是以二氧化硅的形式存在,二氧化硅不溶解于酸.所以用稀硫酸浸取孔雀石粉,其中铜、铁以硫酸盐的形式进入溶液,SiO2作为不溶物而分离出来.故X的化学式为:H2SO4;
②溶液中残留的少量Fe3+及其它可溶性杂质则可利用CuSO4•5H2O的溶解度随温度升高而增大的性质,通过重结晶的方法除去.重结晶后,杂质留在母液中,从而达到纯化CuSO4•5H2O的目的.故答案为:冷却结晶或结晶.
(2)在金属活动顺序中,金属的位置越靠前它的活动性就越强;排在氢前面的金属能与酸反应放出氢气,而且位置在前的金属可以把位于其后的金属从他们的盐溶液中置换出来.故答案为:Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu(其他合理答案也可).
利用非金属单质碳或氢气及一氧化碳与氧化铜反应制铜,利用的是它们的还原性质,在这一反应中,氧化铜中的氧被夺去,铜被还原出来,所以答案为:
①2CuO+C
高温
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2Cu+CO2↑或CuO+H2
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Cu+H2O
②CuO+CO
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Cu+CO2
(3)SiO2与C在高温下的反应原理和氧化铜与碳的反应原理相同,是还原反应.因为SiO2是氧化物,但同时它又是化合物的一种,所以他们之间的反应又是置换反应.故答案为:SiO2+2C
高温
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Si+2CO↑,置换反应. 5、对于木炭,一氧化碳和氢气分别跟氧化铜的反应(在适当条件下)下列叙述正确的是(  )
A.都是还原剂 B.都是置换反应
C.都有二氧化碳生成 D.都有红色物质生成
答案
AD
6、钢铁在生产、生活中有广泛的用途.回答下列问题:
(1)炼铁厂用焦炭、赤铁矿、空气等位主要原料炼铁,写出一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式______.
(2)等质量的焦炭、一氧化碳,还原足量的氧化铁,用______得到铁的质量最多(焦炭视为纯净物).

(3)每年世界上钢铁的产量很高,但钢铁锈蚀也给人类带来了巨大的损失,铁在空气中锈蚀,实际是铁跟空气中的______和______共同作用的杰结果.
(4)为了防止钢铁锈蚀,人们常采用______的方法(人选一种),来达到目的.
答案
(1)工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁,主要是利用CO的还原性,在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3+3CO
高温
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2Fe+3CO2.
(2)焦炭在高温的条件下还原氧化铁的化学方程式为:
3C+2Fe2O3
高温
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4Fe+3CO2
36224
可见,得到224份质量的铁,需要36份质量的焦炭;
在高温的条件下,一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为:
3CO+Fe2O3
高温
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2Fe+3CO2
84 112
可见,得到224份质量的铁,需要168份质量的一氧化碳.
那么,如果相同质量的焦炭和一氧化碳,还原足量的氧化铁,焦炭还原出的铁多.
(3)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果.
(4)为了防止钢铁的锈蚀,人们常采用在其表面刷油漆或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法,这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水.
故答案为:(1)3CO+Fe2O3
高温
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2Fe+3CO2;
(2)焦炭;
(3)氧气(O2);水(H2O);
(4)喷漆(其他合理答案均可).
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