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2021-2022学年九年级下册化学人教版常考实验
（1）铁的冶炼
一、知识讲解
1、实验室用CO还原氧化铁
(1)实验装置
(2)实验步骤
①检查装置气密性。 ②装入药品并固定。
③点燃酒精灯B。 ④向玻璃管中通入CO。
⑤点燃酒精喷灯A。 ⑥反应完成后，熄灭酒精喷灯A。
⑦试管冷却后停止通入CO。 ⑧熄灭酒精灯B。
(3)实验现象
①红色粉末逐渐变为黑色，黑色粉末能被磁铁吸引。
②生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
③尾气燃烧并产生蓝色火焰。
(4)实验原理：
(5)注意事项
①通入一段时间一氧化碳，待玻璃管内的空气全部被排净后再点燃酒精喷灯，防止高温加热不纯净的一氧化碳引起爆炸。
②实验开始时，点燃末端酒精灯，防止有毒的一氧化碳进入空气中，污染空气。
③实验结束后，先熄灭酒精喷灯，此时还要继续通入CO，待装置冷却到室温停止通入CO，防止刚被还原得到的铁被再次氧化。
④本实验反应条件需要高温，此实验的加热装置为酒精喷灯；如果没有酒精喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩，目的是集中火焰，提高反应温度。
⑤实验的尾气处理除了可以用点燃、收集的方法外，还可以直接将导管转向酒精喷灯（既可防止CO污染空气，又能充分利用尾气燃烧放出的热量，节约能源）。 如图：
2、工业炼铁
(1)原料及其作用
原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
①焦炭的作用：一是生成还原剂CO；二是提高高炉的温度
②石灰石的作用：将矿石中的SiO2转变为炉渣。
③进风口鼓入热空气的作用：增加氧气含量，提高炉温
(2)设备：高炉（如图）
(3)反应原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。
(4)化学反应方程式：
二、跟踪练习
1.在实验室里用如图所示装置模拟炼铁。下列说法中正确的是( )
A.氧化铁主要存在于磁铁矿石中 B.应先加热氧化铁，再通一氧化碳
C.可观察到红棕色物质逐渐变成黑色 D.气体通过氢氧化钠溶液后可直接排放
2.实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是( )
A.实验时，先加热，再通入一氧化碳
B.为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
C.实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷却
D.实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
3.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.甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再通CO
B.乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量
C.高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于合成材料
D.一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应
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.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.实验时应先点燃酒精灯后通CO
B.充分加热，a处固体由黑色变为红色
C.b处可用澄清石灰水检验生成的
D.a处发生的时置换反应
6.用一氧化碳还原氧化铁的实验中，转化为铁的具体过程是：，已知铁的氧化物除外，其余均为黑色。下列说法正确的是( )
A．装置中漏斗的作用只是防止倒吸
B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C．该实验中所有的化学反应里，铁元素的化合价均未改变
D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是和FeO
7.如图是实验室模拟工业炼铁原理的装置图，下列说法正确的是( )
A.反应开始前应先通一氧化碳气体，再点燃酒精喷灯
B.加热一段时间后玻璃管内的现象是黑色固体变红
C.澄清石灰水的作用是检验气体生成物并吸收多余的一氧化碳
D.反应前后玻璃管内固体的质量差就是反应生成的二氧化碳的质量
8.用1000t含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，可炼出铁的质量为：( )
A.140t B.200t C.560t D.800t
9.如图是一氧化碳还原氧化铁及检验产物的实验，有关说法不正确的是( )
A．万用瓶中的澄清石灰水只用于检验生成的气体为
B．该装置中试管的作用是防止石灰水倒吸
C．待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯
D．V形管中发生的反应为
10.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）上述设备中焦炭生成CO的原理为_____（用化学方程式表示）。
（3）某钢铁公司用960万吨含氧化铁60%的赤铁矿炼铁，最多能得到的含杂质4%的生铁多少万吨_____。
Ⅱ.实验室模拟炼铁
（4）实验室模拟炼铁的装置如图1所示。
①写出仪器a的名称_____。
②澄清石灰水的作用_____（用化学方程式表示）。
（5）实验室可用加热草酸晶体（，熔点为101℃）的方法获得CO。
其原理为：。
用该方法制备CO选用图3所示装置而不选用图2的理由是_____。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，而氧化铁主要存在于赤铁矿石中，选项错误；
B、若先加热氧化铁，再通一氧化碳，则玻璃管内气体不纯，易导致爆炸。故应先通入一氧化碳，排除装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，选项错误；
C、一氧化碳与红棕色氧化铁反应生成二氧化碳和黑色铁粉，玻璃管中可观察到红棕色物质逐渐变成黑色，选项正确；
D、氢氧化钠溶液只能吸收剩余气体中的二氧化碳。一氧化碳有毒，会污染空气，气体通过氢氧化钠溶液后不能直接排放，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，选项错误。
故选C。
2.答案：A
解析：A、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，可能发生爆炸，故实验时，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，符合题意；
B、一氧化碳有毒，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；
C、实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷却，防止反应生成的铁高温下重新被氧化，不符合题意；
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成，不符合题意。
故选A。
3.答案：D
解析：A、甲图中实验开始时，应先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后点燃加热氧化铁的酒精喷灯，防止发生爆炸，不符合题意；
B、乙图炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和提供还原剂一氧化碳，不符合题意；
C、高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于金属材料，不符合题意；
D、一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳得到氧，是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应，符合题意。
故选D。
4.答案：B
解析：A、生铁是铁和碳的合金，属于混合物，不符合题意；
B、①焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳；化学方程式为：；②二氧化碳在高温条件下，与焦炭继续发生化合反应生成具有还原性的气体一氧化碳；化学方程式为：；③一氧化碳在高温条件下，与赤铁矿石中的氧化铁发生氧化还原反应，生成铁和二氧化碳；化学方程式为：。故反应过程①②③中，属于化合反应的有①②，③既不是置换反应，也不是化合反应，符合题意；
C、焦炭为单质碳，在高温条件下与空气中氧气反应生成二氧化碳，放出大量的热，原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳，不符合题意；
D、工业炼铁的设备是高炉，不符合题意。故选B。
5.答案：C
解析：A、实验时应先通CO排空气，再点燃酒精灯加热，防止爆炸，错误；
B、氧化铁被还原成铁时，实验现象为：a处固体由红色变成黑色，错误；
C、一氧化碳还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，检验二氧化碳可用澄清石灰水，正确；
D、a处反应方程式为：，该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，错误；
故选C。
6.答案：D
解析：A、一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，错误；
B、随着反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转化为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，错误；
C、化合物中正负化合价代数和为零，在铁的氧化物中氧元素化合价为-2，则铁元素化合价在不同化合物中化合价不同，最终生成铁单质，化合价为0价，故化合价发生变化，错误；
D、和FeO中铁元素的质量分数依次为、、。随着反应的进行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72.4%，当四氧化三铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77.8%。当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，可知处在72.4%和77.8%之间，所以此时固体成分是和FeO，正确。
故选D。
7.答案：A
解析：CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热可能会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃酒精喷灯加热，A正确。氧化铁是红色固体，玻璃管内的反应现象是红色粉末逐渐变为黑色，B错误。一氧化碳不与氢氧化钙反应，也不易溶于水，因此，澄清石灰水的作用只是检验气体生成物，不能吸收多余的一氧化碳，C错误。依据化学方程式可知，反应前后玻璃管内固体的质量差，是氧化铁中氧元素的质量，D错误。
8.答案：C
解析：设可炼出铁的质量为。
故选：C。
9.答案：A
解析：A.万用瓶中的澄清石灰水不只用于检验生成的气体为，还可收集排出后的一氧化碳，防止污染空气，故A错误；
B.该装置中试管的作用是防止石灰水倒吸入V形管中，导致V形管骤冷发生炸裂，故B正确；
C.一氧化碳具有可燃性，和空气混合，加热时可能发生爆炸，所以点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是：排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸，故C正确；
D.一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应方程式：，故D正确。
故选：A。
10.答案：（1）高炉 （2） （3）420 （4）酒精喷灯；（5）防止草酸晶体加热融化将导管堵塞
解析：（1）工业炼铁的主要设备为高炉，故填高炉。
（2）焦炭生成CO的原理是二氧化碳与碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，故反应的化学方程式写为：。
（3）解：设生成生铁的质量为x
960万吨×60％××100％=x×（1 4％）
x=420万吨
答：生成生铁的质量为420万吨。
（4）①仪器a的名称是酒精喷灯，故填酒精喷灯。
②澄清石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故反应的化学方程式写为：。
（5）图3中试管口向上倾斜能防止草酸晶体加热融化将导管堵塞，故填防止草酸晶体加热融化将导管堵塞。

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