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6.3金属矿物与金属冶炼
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列指定反应的符号表达式正确的是
A．镁条在空气中燃烧：Mg ＋ O2MgO2
B．碳的不完全燃烧：C + O2 CO2
C．实验室制取二氧化硫：Na2SO3 + H2SO4 →Na2SO4 + SO2 + H2O
D．工业上用氧化铁炼铁：FeO + COFe + CO2
2．用下图进行有关碳及其氧化物的性质实验。下列说法中不正确的是
A．一段时间后，甲装置中黑色炭粉减少，丁中澄清石灰水变浑浊
B．乙中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为
C．丙装置可防止液体倒吸
D．该装置的不足之处是未进行尾气处理
3．下列有关金属矿物及金属冶炼的说法中正确的是
A．锰、铝都可通过用一氧化碳与它们的矿物反应冶炼而得
B．高炉炼铁中，焦炭既作燃料提供热量，又与二氧化碳反应生成一氧化碳
C．常见铁的矿物有赤铁矿、黄铁矿、磁铁矿及明矾石等
D．铁在地壳中的含量比铝的高，约占地壳总质量的4.75%
4．下列做法中，能防止铁制品生锈的是
A．用清水冲洗脏了的自行车 B．用废酸液冲洗铁制污水管道
C．在铁制篮球架上刷一层油漆 D．切完咸菜后，未清洗菜刀
5．某兴趣小组设计了如下实验，下列说法错误的是
A．该实验中氧化铁具有还原性
B．澄清石灰水的作用是检验气体产物是否为二氧化碳
C．实验时应先通入一氧化碳，后点燃酒精喷灯
D．该套装置的缺点是没有尾气处理装置
6．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．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
B．V形管中黑色固体变成红色
C．该装置中试管的作用是防止石灰水倒吸
D．V形管中发生的反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
7．自然界的矿物含量非常丰富，我国蕴藏了多种自然界稀少的金属矿物。在下列矿物中，不属于金属矿物的是
A．石英砂 B．赤铁矿 C．黄铜矿 D．孔雀石
二、实验题
8．如图所示装置可以检验某混合气体（无色无味）是否含有和。
请回答下列问题。
(1)A装置中的试剂是 ；B装置中的试剂是足量的氢氧化钠溶液，其作用是 （已知：能与反应）。
(2)证明原混合气体中存在的实验现象是 ；实验后确定有的依据是 。
(3)若C装置玻璃管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了，则加入玻璃管中的氧化铁的质量为 g。
三、科学探究题
9．金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，我们应该从多角度了解。
Ⅰ．冶炼钢铁
(1)钢铁是生活中最常见的金属材料，高炉炼铁中常用赤铁矿作为原料，写出高炉中赤铁矿炼铁的主要反应的化学方程式 。
Ⅱ．金属的活动性
某兴趣小组探究金属镍（Ni）与铁、铜的金属活动性顺序。
【查阅资料】
镍与稀盐酸或稀硫酸反应，生成+2价的无色溶液，并放出氢气。
【作出猜想】
(2)小组同学结合所学知识作出如下猜想：
猜想一：Ni>Fe>Cu
猜想二：Fe>Ni>Cu
猜想三：
【探究实验】
(3)完成下列表格：
实验内容 实验现象 实验结论
实验①：将砂纸打磨过的镍片加入到盛有适量稀硫酸的试管中 猜想三错误
实验②：将砂纸打磨过的铁片加入到盛有硫酸镍溶液的试管中 铁片表面有固体析出 猜想 正确
(4)实验②中发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】
由上述实验及分析可得Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序。
Ⅲ．钢铁的锈蚀与防护
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入四支试管中，进行如图实验，现象如下表。
试管 A B C D
一周后现象 铁钉表面有一层铁锈 铁钉表面无明显变化 铁钉表面无明显变化 铁钉表面有较厚铁锈
(5)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与 发生化学反应。
(6)对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关。
(7)下列金属制品的防护措施不合理的是______（填字母序号）。
A．车船的表面喷涂油漆
B．使用后的菜刀用布擦干
C．铁制品表面镀一层铬
D．用钢丝球擦除铝制品表面的污渍
四、填空与简答
10．联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：
请回答下列问题：
(1)写出设备A的名称： 。
(2)写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式： 。
(3)炼铁时焦炭的作用是：①产生热量（或“提高炉温”）；② 。
(4)应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是： 。
(5)在古代，人们把在高温下烧红的铁反复锤钉，最终使生铁转化为钢，这也是所谓“百炼成钢”的来历。写出上述转变过程中最关键一步反应的化学方程式： 。
11．根据下图回答问题：
(1)写出标有序号的仪器名称：a． ；b． 。
(2)CO和Fe2O3均属于 。(填序号)
①单质 ②氧化物 ③化合物 ④混合物 ⑤纯净物
(3)澄清石灰水中可观察到的现象是 。
(4)b装置的作用是 。
(5)玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
12．阅读分析，解决问题：
打铁花
“打铁花”是一种传统的民间焰火表演艺术，其原理主要涉及生铁的熔化、氧化还原反应以及铁水的抛射过程。首先，将生铁加热至熔化。将生铁碎片投入火炉内的熔铁罐中，熔铁罐是用上等胶泥制作而成的。为提高加热效率，需要使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气。约半个时辰，熔铁罐里便会泛起铁水，其温度高达1600℃。
打铁花表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中，铁水液滴表面和内部都会发生剧烈的氧化还原反应。液滴表面在高温下被强烈氧化，形成一层固态外壳。液滴中的碳在高温下与氧气反应生成一氧化碳气体。液滴表面的固体外壳在内部气体的压力作用下爆裂，形成四处飞溅的铁花。
综上所述，打铁花现象的产生是重力、热能、氧化共同作用的结果。在古老的工艺中，这一景象不仅展示了匠人的技艺，也体现了自然力的美妙作用。
(1)生铁熔化为铁水属于 变化，从微观角度分析，该变化的微观实质是 。
(2)使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气可提高加热效率，其原理是 。
(3)熔铁罐用的胶泥具有的性质是 （写一点）。
(4)表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中后，发生的反应的化学方程式为 （写1个）。
(5)打铁花时形成四处飞溅的铁花与生铁中含有的 有关。
13．分别写出C、CO还原氧化铁的化学方程式，并选择一种作为炼铁的还原剂。
《6.3金属矿物与金属冶炼》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 C D B C A B A
1．C
【详解】A、镁条在空气中燃烧生成氧化镁，符号表达式为：，A选项错误；
B、碳不完全燃烧生成一氧化碳，符号表达式为：，B选项错误；
C、实验室制取二氧化硫，是亚硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、水，符号表达式为：，C选项正确；
D、工业上用氧化铁炼铁，氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁、二氧化碳，符号表达式为：，D选项错误。
故选：C。
2．D
【详解】A、碳和二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，一氧化碳和赤铁矿中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳，则可观察到甲装置中黑色炭粉减少，丁中澄清石灰水变浑浊，该选项说法正确；
B、乙中一氧化碳和赤铁矿中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，该选项说法正确；
C、丙装置为空试管，作用为防止液体倒吸，该选项说法正确；
D、一氧化碳难溶于水，丁装置能收集未反应的一氧化碳，则该装置进行了尾气处理，该选项说法不正确。
故选D。
3．B
【详解】A、锰可通过用一氧化碳与它的矿物反应冶炼而得，但铝是一种活泼金属，通常通过电解熔融的氧化铝来冶炼，而不是用一氧化碳还原，说法错误，不符合题意；
B、高炉炼铁中，焦炭既作燃料提供热量，又与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳再作为还原剂还原铁矿石中的铁，说法正确，符合题意；
C、常见铁的矿物有赤铁矿、黄铁矿、磁铁矿，但明矾石并不是铁矿石，它主要成分是十二水合硫酸铝钾，常用于提取铝或制备明矾等，说法错误，不符合题意；
D、铝在地壳中的含量比铁的高，铝约占地壳总质量的7.73%，铁约占地壳总质量的4.75%，说法错误，不符合题意。
故选：B。
4．C
【详解】A、自行车脏了用清水冲洗，会使铁与氧气和水充分接触，容易生锈，故选项错误；
B、用废酸液冲洗铁制污水管道时，酸液能与铁反应，能够腐蚀铁，能加快铁的锈蚀速率，故选项错误；
C、在铁制篮球架上刷一层油漆能够使铁与氧气和水隔绝，从而防止铁生锈，故选项正确；
D、将菜刀洗净后要擦干，才能使得菜刀不能与水充分接触，不容易生锈，菜刀与食盐溶液接触时更容易生锈，切完咸菜后未清洗的菜刀更容易生锈，故选项错误；
故选C。
5．A
【详解】A 、 在该实验中，一氧化碳具有还原性，能夺取氧化铁中的氧，将氧化铁还原为铁，所以一氧化碳具有还原性，而不是氧化铁具有还原性，说法错误，符合题意；
B、澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊，所以澄清石灰水的作用是检验气体产物是否为二氧化碳，说法正确，不符合题意；
C、实验时应先通入一氧化碳，排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，然后再点燃酒精喷灯，说法正确，不符合题意；
D 、一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，该套装置的缺点是没有尾气处理装置，防止一氧化碳污染空气，说法正确，不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】A、该实验中，需要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，防止装置内空气未排尽，加热时发生爆炸，故选项说法正确；
B、V形管中一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，红棕色粉末逐渐变为黑色，故选项说法错误；
C、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，故选项说法正确；
D、V形管中一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故选项说法正确；
故选：B。
7．A
【详解】A、石英砂是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，故符合题意；
B、赤铁矿主要成分为三氧化二铁，是常见的铁矿之一，故不符合题意；
C、黄铜矿是铜的硫化物，可用于冶炼铜，属于金属矿物，故不符合题意；
D、孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，属于金属矿物，故不符合题意；
故选A。
8．(1) 澄清石灰水 吸收
(2) A中澄清石灰水变浑浊 C中红色粉末变黑，D中澄清石灰水变浑浊
(3)
8
【详解】（1）能使澄清石灰水变浑浊，装置A是用来检验二氧化碳的，故A中的试剂为澄清石灰水；
B装置中溶液为氢氧化钠，氢氧化钠可以与二氧化碳发生反应，是用来吸收二氧化碳的；
（2）若原混合气体中存在，则A装置中澄清石灰水变浑浊；
一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应下反应生成铜与二氧化碳，若混合气体中含有一氧化碳，故C中红色粉末变黑，D中澄清石灰水变浑浊；
（3）设氧化铁的质量为x，则：
，解得：
故加入玻璃管中的氧化铁的质量为8g。
9．(1)
(2)Fe>Cu>Ni
(3) 有气泡产生 二
(4)
(5)水和氧气（合理即可）
(6)氯化钠/NaCl
(7)D
【详解】（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁， 高炉中赤铁矿炼铁的主要反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（2）铁比铜活泼，但是镍的金属活动性未知，故三种金属的活动性顺序可能是：Ni＞Fe＞Cu或Fe＞Ni＞Cu或Fe＞Cu＞Ni，故猜想三：Fe＞Cu＞Ni；
（3）实验①：将砂纸打磨过的镍片加入到盛有适量稀硫酸的试管中，镍能与稀硫酸反应生成氢气，故现象是产生气泡，说明在金属活动性顺序锂，镍排在氢前，在金属活动性顺序里，铜排在氢后，则镍比铜活泼，则猜想三错误；
实验②：将砂纸打磨过的铁片加入到盛有硫酸镍溶液的试管中，铁片表面有固体析出，说明铁能与硫酸镍反应，说明铁比镍活泼，则三种金属的活动性顺序为：Fe>Ni>Cu，故猜想二正确；
（4）实验②中发生反应为铁和硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍，该反应的化学方程式为：；
（5）A试管中铁钉与氧气和水接触，一段时间后，铁钉表面有一层铁锈，B试管中铁钉只与水接触，一段时间后，铁钉表面无明显变化，C试管中铁钉只与氧气接触，一段时间后，铁钉表面无明显变化，A、B对比可知，铁生锈需要与氧气接触，A、C对比可知，铁生锈需要与水接触，故铁锈蚀主要是铁与氧气和水发生化学反应；
（6）A试管中未加入氯化钠，D试管中加入了氯化钠，其他因素相同，一段时间后，A试管中铁钉表面有一层铁锈，D试管中铁钉表面有较厚铁锈，说明铁锈蚀还与氯化钠有关；
（7）A、车船的表面喷涂油漆，可以隔绝氧气和水，达到防锈的目的，不符合题意；
B、使用后的菜刀用布擦干，菜刀与水不接触，可以达到防锈的目的，不符合题意；
C、铁制品表面镀一层铬，可以隔绝氧气和水，达到防锈的目的，不符合题意；
D、用钢丝球擦除铝制品表面的污渍，会除去铝制品表面的氧化铝薄膜，缩短铝制品的使用寿命，符合题意。
故选D。
10．(1)高炉
(2)
(3)产生一氧化碳
(4)促使反应更加剧烈，并获得更多的热量
(5)
【详解】（1）炼铁用到的设备A是高炉；
（2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为；
（3）炼铁要用到焦炭，它有两个作用，炼铁需要高温，一方面焦炭在燃烧的过程中能放出大量的热，另一方面炼铁还需要一氧化碳，焦炭又可以把刚生成的二氧化碳还原为一氧化碳；
（4）工业炼钢时用纯氧而不用空气，是因为纯氧中氧气浓度高，可促使反应更加剧烈，并获得更多的热量；
（5）在古代，人们把在高温下烧红的铁反复锤钉，最终使生铁转化为钢，这也是所谓“百炼成钢”的来历。生铁和钢的主要区别在于含碳量不同，钢的碳含量低，在空气中锤打，目的是让碳和氧气反应生成二氧化碳，从而降低含碳量．化学方程式为：。
11．(1) 试管 酒精灯
(2)②③⑤
(3)澄清的石灰水变浑浊
(4)除去尾气中的一氧化碳气体，防止污染空气
(5)
【详解】（1）由图可知，仪器a的名称为试管，仪器b的名称为酒精灯，故填：试管；酒精灯；
（2）氧化物是由两种元素的化合物中，其中一种是氧元素，因此CO和Fe2O3都属于氧化物、化合物、纯净物，故选②③⑤；
（3）在高温的条件下，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故填：澄清的石灰水变浑浊；
（4）尾气中含有一氧化碳，一氧化碳是一种有毒气体，直接排放会污染空气，一氧化碳具有可燃性，b装置点燃处理，可以防止污染空气，故填：除去尾气中的一氧化碳气体，防止污染空气；
（5）玻璃管内一氧化碳与氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：。
12．(1) 物理 铁原子间的间隙变大
(2)氧气充足时，焦炭完全燃烧，放出的热量多
(3)耐高温（合理即可）
(4)（或）
(5)碳
【详解】（1）生铁熔化为铁水的过程中没有新物质生成，属于物理变化；从微观角度分析，该变化的微观实质是铁原子间的间隙变大；
（2）使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气可提高加热效率，其原理是氧气充足时，焦炭完全燃烧，放出的热量多；
（3）为提高加热效率，需要使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气。约半个时辰，熔铁罐里便会泛起铁水，其温度高达1600℃，说明熔铁罐用的胶泥需要耐高温；
（4）表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中后，铁和氧气在高温条件下生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：；碳和氧气在高温条件下生成一氧化碳，反应的化学方程式为：；
（5）打铁花时形成四处飞溅的铁花与生铁中含有的碳有关。
13．；
；
C为固体，在反应中接触不完全，会导致反应不充分，故选择CO做炼铁的还原剂。
【详解】碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为；
一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：
C为固体，在反应中接触不完全，会导致反应不充分，故选择CO做炼铁的还原剂。
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