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33. 金属的冶炼与防护
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目录
【课堂笔记1】金属的冶炼……………………………………………………………………………………………01
【课堂笔记2】金属的防护……………………………………………………………………………………………08
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【课堂笔记1】金属的冶炼
1. 自然界中金属元素的存在形式：金属元素在自然界中的存在形态有两种：游离态和化合态。
(1)自然界中只有少数化学性质不活泼的金属以单质形式存在，如金、银。
(2)大部分金属元素存在于化合物中，以化合态形式存在。
①自然界中含铁元素的矿石：赤铁矿（主要成分：Fe2O3）、磁铁矿（主要成分：Fe3O4）、菱铁矿（主要成分：FeCO3）、硫铁矿（主要成分：FeS2）。
②自然界中含铜元素的矿石：黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿、孔雀石（主要成分：Cu2(OH)2CO3）。
2. 铁的冶炼
(1)一氧化碳还原氧化铁实验
①实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②实验装置
③实验步骤
a. 检查装置气密性；
b. 转入药品并固定装置；
c. 缓慢通入一段时间纯净的CO，排除装置内的空气，从右端玻璃导管口处收集并检验导出的CO的纯度，CO已纯净时，先点燃右侧的酒精灯处理尾气，再点燃左侧的酒精喷灯给氧化铁加热。
d. 当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，熄灭酒精喷灯，停止加热；
e. 继续通入CO，等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。
④实验现象：红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。
⑤有关的化学方程式
硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
试管中：Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。
尾气处理：2CO+O22CO2。
【重点解析】
①实验中将氧化铁碾成粉末。目的：增大氧化铁与CO的接触面积，使反应更充分。
②实验时，先通CO，再加热。目的：排出玻璃管中的空气，保证CO纯度，防止加热后爆炸
③熄灭酒精喷灯时，无需断开玻璃管与石灰水之间的连接橡皮管。原因：由于继续通入CO，使生成的Fe在CO的环境中冷却，石灰水不会倒吸。
(2)工业炼铁
①炼铁的原理：焦炭在高温下跟O2反应生成CO2，CO2再转化为CO，CO作还原剂，在高温下把铁矿石中的铁元素还原出来。
C + O2CO2 C + CO22CO Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
②原料及作用：
a. 铁矿石：提供原料。
b. 焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。
c. 石灰石：与铁矿石中的杂质反应，生成炉渣。炉渣的密度小，漂浮在铁水的表面上，从出渣口流出。
③设备：高炉。
④产品：生铁（铁碳合金，且含碳量比较高，为为2.11% ~ 4.3%）
【重点解析】铁碳合金有两种：生铁和钢。生铁含碳量较高，为2.11% ~ 4.3%；钢含碳量较低，为0.03% ~ 2.11%。高炉炼铁得到的是生铁，如果想要得到钢，那就把生成的生铁送到炼钢厂。
【对点分析1】
1. 有关金属材料及金属资源的叙述正确的是（　　）
A．人类利用金属的先后年代顺序是铝、铁、铜 B．合金比组成其纯金属的硬度小
C．地壳中金属资源大多数以化合物形式存在 D．地球上的金属资源是无限的
2. 把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，得到的产物是（　　）
A．生铁 B．铜 C．纯铁 D．钢
3. 如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是（　　）
A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
B．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物
C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀
D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染
4. 用“W”型玻璃管进行微型实验，如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．a处红棕色粉末逐渐变为黑色
B．a处的反应为CO+FeO＝Fe+CO2
C．实验开始时，应先通CO后加热
D．可利用点燃的方法进行尾气处理
5. 利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
6. 钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说正确的是（ ）
A．该实验不需要增加尾气处理装置
B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C．NaOH溶液可以检验气体产物
D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
7. 回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜，部分实验流程如下：
注：灼烧后得到黑色固体和残留物，残留物不溶于水和稀硫酸。
下列关于该流程的说法，错误的是（ ）
A．“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO
B．滤液X中的溶质为FeSO4
C．“酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应
D．将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反应后过滤得Cu
8. 某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。
【查阅资料】CO能溶于铜液（醋酸二氨合铜（Ⅰ）和氨水的混合液）
(1)按上图连接装置A-E，在装入试剂前，先 。
(2)写出装置B中反应的化学方程式 。
(3)通入CO2一段时间后，先点燃______处酒精喷灯（填“A”或“D”）。
(4)装置C中玻璃管的作用： 。
(5)反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象： ； 。写出装置D中反应的化学方程式 。
(6)某同学认为该裝置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是 。装置E．F的接口连接顺序：a连接______（填“b”或“c”）。
9. 某研究性学习小组利用如图装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验。回答下列问题：
(1)实验开始时，首先应_________，实验中通入CO2的作用：①排出装置内的空气，②___________。（用化学方程式表示）
(2)写出一氧化碳还原氧化铁的化学反应方程式_____________。
(3)对该装置你认为下列说法正确的是 （选填序号）。
A．丙处试管可防止液体倒吸
B．该装置的不足之处是未进行尾气处理
C．甲处发生的反应是典型的吸热反应
(4)当观察到____________（填实验现象），停止加热，待冷却后，磁铁吸引硬质玻璃管中的黑色粉末，黑色粉末被吸起。小军同学说，该黑色粉末是铁。小明说，该黑色粉末不一定是铁。于是，他们对生成的黑色粉末进行探究。
【查阅资料】
①Fe2O3还原的产物与反应温度有关。
②Fe3O4为黑色粉末，具有磁性，能与盐酸反应，含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN（硫氰化钾）溶液时变成红色，Fe(OH)2是种白色沉淀，在空气中易被氧气氧化成Fe(OH)3。
【进行实验】
实验操作 现象
步骤一：取黑色粉末加入盐酸 溶解，无气泡，溶液呈浅黄绿色
步骤二：取步骤一所得溶液，滴加KSCN浴液 溶液变红
步骤三：再取步骤一所得溶液，加入足量的NaOH溶液 有红褐色沉淀生成，国时还有少量的白色沉淀生成，但最终白色沉淀都变成了红褐色沉淀
实验结论：黑色粉末是__________（填名称）。
10. 化学兴趣小组用如下装置进行有关CO与CO2相关性质的实验（部分仪器略去，装置气密性良好，药品充足）
连接装置：
(1)若没有装置C，可能会引起的后果是___________；
(2)实验开始时先缓缓通入CO2，待D中出现白色沉淀后再点燃A处酒精喷灯，其目的是___________；继续通入CO2点燃B处酒精喷灯，一段时间后发现氧化铁粉末逐渐变为黑色，请写出发生反应的化学方程式___________，E中的实验现象是___________，推测此时E中溶液的溶质可能是___________。
【对点训练1】
1．关于工业炼铁的说法正确的是（　　）
A．铁矿石用于炼铁是因为含有大量单质铁
B．焦炭的主要作用是不完全燃烧制取 CO
C．在高炉中冶炼出来的是生铁，不是纯铁
D．高炉的尾气成分为CO2，可以直接排放
2．“绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应关注。从效益与环保角度最不适宜炼铁的是（　　）
A．赤铁矿（Fe2O3） B．磁铁矿（Fe3O4） C．黄铁矿（FeS2） D．菱铁矿（FeCO3）
3．炼铁时用作还原剂的是（　　）
A．氧气 B．一氧化碳 C．氢气 D．二氧化碳
4．工业炼铁的部分反应如下所示，则（　　）
O2CO2COFe
A．X可以是木炭 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中铁元素以游离态存在
5．炼铁高炉中发生了下列反应：①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁，②高温煅烧石灰石，③灼热的焦炭和二氧化碳反应，④焦炭充分燃烧。其中属于化合反应的是（ ）
A．①和④ B．②和③ C．③和④ D．只有④
6．某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：
(1)装置A的作用是___________。
(2)实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是 。
(3)通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。
A．足量的氢氧化钠浓溶液 B．浓硫酸 C．水
(4)写出尾气处理的一种方法： 。
7．铁是一种常见的金属，也是目前世界上年产量最高的金属。下面归纳了初中化学有关铁的知识。
(1)比较生铁和纯铁，其中硬度较大的是 。
(2)焦炭的主要成分是碳，在生铁冶炼过程中，焦炭参与了下列反应：
①C＋O2CO2　②C＋CO22CO其中为冶炼生铁提供热量的反应是 (填序号)。
(3)物质甲的阳离子符号是 。
(4)若铁与物质乙反应时，火星四射，则生成物中固体的化学式是 。
(5)若固体为红色单质，则铁与物质乙反应的化学方程式是 (任写一个)。
8．某化学研究小组针对CO与Fe2O3的反应实验设计了如图实验装置：
实验说明：
①W形管中部凸起部分要比两端高，防止左边产生的气体较快、较多，使液体溢出到右边。
②利用“水量法”，事先测算出D装置左边所有装置的容积为130mL，并在装满足量澄清石灰水的集气瓶外侧表面划线标出上部容积130mL所在位置。
③A处发生的反应：HCOOHCO↑+H2O。
(1)与用酒精灯直接加热相比，A处加热方式的优点是 。
(2)写出B中发生反应的化学方程式 。
(3)装置C的作用是_______。
(4)请结合D中的现象说明何时点燃B处酒精灯？ 。
(5)实验结束后，称得B处固体质量为2.48g；将D、E中的混浊液合并，过滤、洗涤、干燥，得到白色沉淀质量为6g。产生此结果的原因可能是_______。
①B中Fe2O3没有完全转化为Fe
②D、E中得到的白色沉淀没有充分干燥
③反应产生的二氧化碳没有被澄清石灰水完全吸收
9．用含有 CO2和水蒸气杂质的某还原性气体，测定一种铁的氧化物(FexOy)，实验装置如图所示。
回答下列各题：(提示：无水硫酸铜遇水会由白色变为蓝色)
(1)甲装置的作用是 。反应方程式为 。
(2)为达到实验目的，乙装置中应该盛放 (写名称)。
(3)实验装置中如果丁无明显变化，而戊中出现沉淀，则该气体是 。
(4)当装置丙中的FexOy全部被还原后，剩余固体体质量为16.8g，同时测得装置戊增加17.6g，则FexOy中，铁元素和氧元素质量比为 ，该氧化物的化学式为 。
10．钢铁在生产生活中有广泛应用。
实验室模拟炼铁：某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁样品（含少量杂质）的反应来探究炼铁的原理，装置如图所示。请回答有关问题：
(1)A中仪器a的名称为： ，A装置中反应的方程式为 。
(2)CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；
② ；
③将A装置中的CO2送入B装置的溶液中。
(3)若将B装置改成C虚线方框内装置,则C还起到的作用是______。
(4)若反应过程中装置A固体质量的变化情况如图所示，则所取氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为 。
【课堂笔记2】金属的防护
1. 铁制品锈蚀的条件
实验装置
现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
现象分析 铁钉同时与氧气（或空气）、水接触 铁钉只和水接触 铁钉只和氧气（或空气）接触
结论 铁钉生锈的条件：同时和氧气（或空气）、水接触
(1)铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。
(2)铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色，具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁制品表面的锈如果不及时除去，会加快生锈的速度
【规律小结】
①铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。
②在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。
【重点解析】
①铜生锈需要铜与水、氧气、二氧化碳同时接触。生成碱式碳酸铜【铜绿Cu2(OH)2CO3】
②铁生锈和铁燃烧的实质都是氧化反应，但铁燃烧时剧烈的氧化反应而铁生锈是缓慢氧化，反应产物铁锈是红色的，而四氧化三铁是黑色的。
2. 防止铁制品锈蚀的原理和方法
(1)防止铁制品锈蚀的原理：破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。
(2)防止铁制品锈蚀的方法
①干：保持铁制品表面洁净和干燥。
②膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。
③镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。
④烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。
⑤改：改善金属的本质，制成合金，如在铁制品中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。
3. 金属资源的保护
(1)必要性
①金属矿物的储量有限，且不可再生；
②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
(2)有效途径
①防止金属腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③合理有效地开采矿物；
④寻找金属的代用品等。
【对点分析2】
1. 如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后下列推断正确的是（　　）
A．b管中铁钉一样会锈蚀
B．L端液面比R端液面低
C．该实验能说明铁锈蚀与空气、水都有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
2. 下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是（　　）
A．部分浸没在食盐水中
B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中
D．浸没在植物油中
3. 世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重要问题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是（　　）
A．铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的结果
B．回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一
C．铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝的金属活动性比铁强
D．铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝表面会形成致密而坚固的氧化膜
4. 金属铜在自然环境中会生成绿色铜锈[其主要成分为Cu2(OH)2CO3]。下列关于铜锈的说法不正确的是（　　）
A．铜锈由四种元素组成
B．铜锈不是纯净物
C．铜锈生成与O2有关
D．铜锈空气中受热分解将有红色物生成
5. 控制变量法是实验探究的重要方法，如图是两个常见实验，说法不正确的是（　　）
A．甲实验可探究铁生锈与氧气、水有关
B．甲中①②对比，可探究铁生锈是否与植物油有关
C．乙实验可探究物质的燃烧需要接触氧气、温度需要达到物质的着火点
D．乙中红磷不燃烧是因为温度没有达到红磷的着火点
6. 以下是探究铁生锈条件的实验，有关该实验的说法中正确的是（ ）
A．甲试管中的铁钉最先生锈，水面附近的部分锈蚀最严重 B．甲、乙、丙三根铁钉都不会生锈
C．甲和丙可对比得出铁生锈的条件之一是氧气 D．甲和乙可对比得出铁生锈的条件之一是水
7. 2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是（　　）A．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件 B．刷防锈漆
C．船体表面镀一层黄金 D．给某些部位涂油
8. 钢铁是应用广泛的金属材料。
(1)英国学者R·坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
①“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中磷元素的化合价为______________。
②生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为______________。
③炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的______________，获得性能更好的钢。
(2)对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程发生了______________(填“物理变化”或“化学变化”)。
②致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是______________。
9. 金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是________(填字母序号)。
A．未擦干的铁锅　　　　B．涂油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是________。
【探究铁的腐蚀】
(3)该小组用图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约_____(填“40”或“10”)mL刻度处，原因是____________________________
【拓展探究】
(4)小强同学进行如下实验：取铁钉，用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表所示。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究_______对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是______________________________________。
(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：___________________________________
改进实验方案证明你的分析：_____________
【对点训练2】
1. 探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件（蒸馏水经煮沸并迅速冷却），对应关系正确的是（　　）
A．甲和乙：水 B．乙和丙：空气 C．甲和丙：空气 D．甲和丁：水
2. 下列与铜的锈蚀无关的物质是（ ）
A. 水 B. 氧气 C. 氮气 D. 二氧化碳
3. 铁制品通常比铝制品更容易锈蚀，下列说法正确的是（ ）
A. 铁的金属活动性比铝强 B. 铝在自然界中以单质形式存在
C. 锈蚀的铁制品无回收价值 D. 自行车链条涂油有防锈作用
4. 空气中含①N2、②O2、③稀有气体④水蒸气等成分，其中与钢铁生锈有关的是（ ）
A. ①③ B. ②④ C. ③④ D. ①④
5. 实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是(　　)
实验装置 序号 其他试剂 200s时O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和 1.0g食盐 8%
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
6. “对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是(　　)
A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时存在
7. 下列有关金属材料的说法错误的是（ ）
A. 在潮湿的空气中铁易生锈
B. 金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
C. 铝和金都有很好的抗腐蚀性，是因为二者的化学性质都很稳定
D. 高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来
8. 铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀和盐酸除锈时的反应进行了探究。
Ⅰ、探究不同条件下铁钉的锈蚀
取四枚铁钉，按第图1所示进行实验。一天后观察到的现象如下表所示。
试管 a b c d
实验现象 铁钉表面无明显变化 铁钉表面无明显变化 蒸馏水和空气交界处铁钉出现轻微锈蚀 食盐水和空气交界处铁钉出现较多锈蚀
(1)由试管a、b、c中的现象可知铁钉锈蚀的条件是
(2)由试管c、d中的现象可以得出的结论是
(3)切过咸菜的菜刀不及时处理，易生锈。防止切过咸菜的菜刀生锈，处理的方法是
Ⅱ、探究盐酸除锈时的反应
步骤1 将一枚表面部分锈蚀的铁钉置于试管中，向其中加入稀盐酸至浸没铁钉。观察到铁钉表面的铁锈逐渐消失，无锈处有气泡产生，溶液变为黄色。
步骤2 将“步骤1”中装有铁钉和盐酸的试管长时间放置后，观察到铁钉变细，溶液变为浅绿色。
【提出问题】
①“步骤1”中铁锈消失发生了什么反应？
②“步骤2”中试管长时间放置后，溶液为什么会变色？
【查阅资料】
①铁锈中主要含有Fe2O3；
②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色；
③K3[Fe(CN)6]溶液为黄色，FeCl3溶液遇K3[Fe(CN)6]溶液不变色，FeCl2溶液遇K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀。【实验分析】铁锈消失是因为Fe2O3与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为
【提出猜想】对于问题②，实验小组提出如下两个猜想：
猜想1：溶液变色是FeCl3与铁钉表面产生的气体反应所致；
猜想2：溶液变色是FeCl3与铁钉反应所致。
【实验验证1】对“猜想1”进行验证的实验过程用如图2所示装置进行实验，……。
(1)仪器X的名称为
(2)实验是验证
【实验验证2】请设计实验对“猜想2”进行验证，简述实验过程（包括操作、可能的实验现象和对应的结论）：
【课后作业】
1．某种铁的氧化物X与足量的CO充分反应，生成的气体被足量的澄清石灰水充分吸收，生成沉淀的质量与x的质量比为15：8，则X的成分可能是（ ）
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 D．FeO与Fe2O3
2．有两种铁的氧化物X、Y，质量分别是0.4g与0.435g，在高温的条件下分别用CO还原成铁单质，把各自生成的CO2分别通入足量澄清石灰水中，都得到0.75g沉淀，则X、Y的化学式为（ ）
A．FeO、Fe2O3 B．Fe2O3、Fe3O4
C．FeO、Fe3O4 D．Fe3O4、Fe2O3
3．某兴趣小组利用实验室炼铁装置(如图1)测定氧化铁与铁粉的混合物中Fe2O3的质量分数，取10 g样品与足量CO充分反应后，测得剩余固体的质量为7.6 g，红色粉末质量变化如图2，下列说法不正确的是（ ）
A．图2中c点表示红色粉末完全变为黑色
B．图2中ab段表示反应还未开始，其原因是实验开始要先通一会儿一氧化碳
C．图1中试管B中导管开始冒气泡，说明反应开始发生
D．铁矿石样品Fe2O3的分数为80%
4．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：

请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是（　　）
A．生铁属于混合物
B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应
C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D．工业炼铁的设备是高炉
5．某混合气中可能有CO、水蒸气、CO2和N2中的两种或多种。为测定其组成，现将混合气依次通过浓硫酸、灼热的Fe2O3、澄清石灰水。一段时间后，浓硫酸质量增加，Fe2O3固体由红变黑，澄清石灰水变浑浊且有剩余气体。下列说法正确的是（　　）
A．该混合气体中一定有CO、水蒸气和N2，可能有CO2
B．该混合气体中一定有水蒸气、CO和CO2，可能有N2
C．该混合气体中一定有CO2和N2，可能有CO或水蒸气
D．该混合气体中一定有水蒸气和CO，可能有CO2或N2
6．某小组利用如图装置(装置气密性良好)进行创新实验。实验时，先观察一段时间发现无现象，然后加入氯化钠溶液，1min后气球膨胀，8min后打开止水夹，注射器活塞向左移动。下列说法不合理的是
A．铁的锈蚀是放热反应 B．使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀
C．此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与 D．此实验能测出空气中氧气含量
7．“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉、活性炭粉、氯化钠等）的热是来源于铁粉的锈蚀反应。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量，实验开始前装置如图所示，实验后从量筒中进入集气瓶（容积为250mL）中水的体积为45mL（铁粉锈蚀消耗的水忽略不计）。下列叙述正确的是（ ）
A．根据以上实验现象能推断出铁的锈蚀需要水的参与
B．本次实验测得空气中氧气的体积分数为18%
C．若测得空气中氧气含量偏低，可能是弹簧夹未夹紧
D．实验中铁的锈蚀速率较快，可能是氯化钠加快了锈蚀
8．图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置,图乙是炼铁高炉示意图.下列叙述中正确的是（ ）
A．按图甲进行实验，看到红棕色粉末变黑时立即停止通一氧化碳
B．玻璃管中固体物质能被磁铁吸引，说明固体物质全部是铁
C．工业炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和二氧化碳。
D．炼铁高炉的出铁口低于出渣口，是因为生铁的密度较大
9．长期露置于空气中的金属铜表面会被锈蚀。经检测锈蚀生成物中除含有Cu外,还有C、H、O三种元素。根据质量守恒定律,下列选项是推测与Cu锈蚀有关的物质及相关实验探究。下列有关描述错误的是
A．锈蚀物中的H来自空气中的H2O
B．锈蚀物中的C来自空气中的CO2
C．根据检测结果，探究造成铜生锈的物质只需完成实验①、⑥
D．如图探究实验还缺少金属铜只与O2、CO2两种物质接触的实验
10．中国是世界上利用铁最早的国家之一、我国在春秋时期就可以炼出可供浇注的液态生铁，并铸成铁器应用于生产生活。
(1)用铁锅炒菜是利用了铁具有良好的___________性。
(2)古人炼铁使用的是传统的熔炉炼铁法，其过程大致分为造炉、选矿、熔炼、煅造。熔炼过程是利用还原剂将铁矿石中的铁还原出来。利用一氧化碳还原磁铁矿炼铁，该反应的化学方程式为___________。
(3)某工厂的废水中含有Mg2+、Fe2+、Cu2+、Ag+等离子，某化学兴趣小组的同学取该工厂废水样品进行下列实验。
①若a=b，则滤液中阳离子的组成情况有___________种。
②若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有___________（填化学式）。
11．暖贴发热是利用了铁粉生锈放出热量的原理，某小组同学设计并进行下列实验，探究铁生锈的条件及影响铁粉生锈速率的因素。
Ⅰ、探究铁生锈的条件
【设计实验】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，进行如图所示的三个实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
(1)对比实验________________（填序号），可以得出铁生锈需要水。
(2)实验I中铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，观察到现象_____________。
Ⅱ、探究影响铁粉生锈速率的因素
【查阅资料】暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。
【猜想假设】①活性炭能加快铁粉生锈的速率。 ②食盐能加快铁粉生锈的速率。
【进行实验】下表是2g铁粉、5g水与不同质量活性炭、食盐混合均匀10分钟温度记录。
实验编号 活性炭/g 食盐/g 温度上升值/℃
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 0 x 3.1
4 0.2 0.2 56.3
【解释与结论】
(3)上表中x的值为___________。
(4)对比实验1和3，得出的结论是_____________。
(5)欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快生锈速率”，需要对比1和__________（填实验编号）。
【反思与评价】
(6)下列说法或做法正确的是_____（填字母）。
a．暖贴在使用前不需要密封保存 b．利用铁生锈的原理，可以测定空气中氧气含量
c．利用铁生锈的原理，铁粉还可用于食品保鲜 d．校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
【拓展延伸】
可以利用稀硫酸清除铁制品表面的锈，其原理是（化学方程式） 。但除锈时不可以将铁制品长时间浸在酸中，因为（化学方程式） 。
12．金属材料的应用推动了社会的发展。
(1)目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、______等优点。
(2)工业炼铁的主要设备是_______；原料包括______________（填字母序号）。
A .焦炭 B．铁矿石 C．石灰石 D．热空气
(3)某同学设计如图一实验探究Al、Cu、Mg金属的活动性顺序。其中可省略的实验是_______。
(4)借助U型玻璃管探究铁锈蚀的条件，如图二所示。
①一段时间后潮湿的铁丝棉有明显锈迹，干燥的铁丝棉没有锈迹，此现象说明__________________。
②实验中使用煮沸的蒸馏水的目的是_________________，同学们发现浸没在蒸馏水中的铁丝棉也有少量锈迹，说明本实验有不完善之处，请利用原有装置提出改进方法________________________。
(5)小明取电池外壳锌皮（含铁），用砂纸打磨干净，剪成小块，进行实验。
①取一块锌皮放入盛有一定量CuSO4溶液的烧杯中，充分反应后得到溶液和固体。当固体中只含一种物质时，溶液中一定含有的溶质是____________。
②将6.5g锌皮与足量稀硫酸完全反应，生成H2的质量________（填“大于”“小于”或“等于”）0.2g。
13．人类对于金属的利用已经几千年，金属材料的应用推动了社会的进步。
资料 1：春秋时期，楚国人在铜绿山上采孔雀石进行火法炼铜，制造青铜剑，其中孔雀石的主要成分为。
资料 2：西汉时期，人们研究了湿法炼铜，是用硫酸铜溶液和铁进行反应。
(1)青铜属于______（选填“纯金属”或“合金”），青铜制造剑的优点是____________。
(2)用孔雀石火法炼铜过程如图过程：
①孔雀石中的高温分解可生成氧化铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式________；过程②发生的化学反应基本类型是_________。
(3)写出湿法炼铜的化学方程式_________。
(4)现代高炉炼铁制得的是生铁，一包久置空气中的生铁粉末（成分碳、铁、氧化铁），为测定各成分的含量，小丽进行了以下实验探究。
①如上图，反应前小丽先通入氢气一段时间，再点燃 A 处酒精灯，继续通入足量氢气进行反应，实验结束后 A 中固体为________（填化学式）。
②测定样品中氧化铁的质量分数，需要测定的实验数据有_______，若没有装置 C，测定结果是否有影响？并说明理由_______。
33. 金属的冶炼与防护-参考答案
【对点分析1】
1. C 2. A 3. B 4. B 5. C 6. B 7. C
8.
（1）检查装置的气密性
（2）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
（3）A
（4）吸收从氢氧化钠溶液中带出的水蒸气
（5）红色固体变成黑色 澄清石灰水变浑浊 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（6）吸收一氧化碳 c
9.
（1）检查装置气密性
（2）
（3）AC
（4）红棕色固体全部变成黑色 四氧化三铁
10.
（1）D中液体回流进入硬质玻璃管中，引起玻璃管炸裂
（2）排尽装置内的空气，以免发生危险 液面下降（或有液体流出） Na2CO3和NaOH或Na2CO3
【对点训练1】
1．C 2．C 3．B 4．A 5．C
6．
（1）检验原气体产物中是否含有二氧化碳
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（3）A
（4）将尾气点燃（或进行收集等）
7．
（1）生铁 （2）① （3）H＋ （4）Fe3O4 （5）Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(或Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu)
8．
（1）受热均匀，便于控制加热温度
（2）
（3）安全瓶(或防止D中的液体倒吸入B中)
（4）当D中液面下降到集气瓶外侧表面标出的130mL所在位置时
（5）①③
9．
（1）吸收原混合气体中CO2
（2）浓硫酸
（3）CO#一氧化碳
（4）21：8 Fe3O4
10．
（1）酒精喷灯
（2）防止A中的生成物被氧化
（3）防止污染空气
（4）Fe2O3的质量=，所取氧化铁样品中Fe2O3的质量分数=；
【对点分析2】
1. D 2. A 3. C 4. D 5. B 6. A 7. C
8.
（1）①+5 ②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ③含碳量
（2）①化学变化 ②隔绝氧气和水
9.
（1）A
（2）+3
（3）40 铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5。
（4）温度 其他条件相同时，在一定温度范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速率越快。
（5） 50 ℃以后，试管中的氧气耗尽，铁钉的腐蚀停止； 用容积较大的容器代替装置乙中的试管，分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃下重复上述实验
【对点训练2】
1. D 2. C 3. D 4. B 5. D 6. B 7. C
8.
（1）铁钉生锈需要与水和空气接触
（2）食盐可以加快铁钉锈蚀
（3）洗涤干净后擦干，放置在通风干燥处
（实验分析）Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O
（实验验证1）（1）长颈漏斗
（3）H2
（实验验证2）取三支试管，分别加入等量的K3[Fe(CN)6]溶液，前两支试管加入依次氯化铁溶液，铁钉，第三支试管加入等量的氯化铁溶液和相同大小的铁钉，前两支试管不发生变色，第三支试管变色并有蓝色沉淀生成，说明溶液变色是FeCl3与铁钉反应所致
【课后作业】
1．B 2．B 3．C 4．B 5．D 6．C 7．D 8．D 9．D
10．(1)导热
(2)
(3) 3##三 Ag、Cu、Fe
11．(1)I和II
(2)左边玻璃管液面上升至刻度线1
(3)0.2
(4)食盐会加快铁生锈
(5)2、3、4
(6) bcd
12．(1)硬度大（合理即可）
(2) 高炉 ABCD
(3)丙
(4) 铁生锈的条件之一为与水接触 除去水中溶解的氧气 在盛有刚冷却的蒸馏水的U型管两端液面上滴加植物油
(5) 硫酸锌##ZnSO4 大于
13．
(1) 合金 青铜的硬度大
(2) 置换反应
(3)
(4) 装置A实验前后的数据和装置B实验前后的数据 有影响，空气中的水蒸气进入装置B中导致测量水蒸气质量偏大，会造成测量实验结果偏大

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