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6.1金属矿物及铁的冶炼
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图为实验室模拟工业炼铁的实验装置。以下分析正确的是
【提示】①氧化亚铁转化为铁的具体过程是：
②铁粉、四氧化三铁、氧化亚铁均为黑色，试管中澄清的石灰水足量
A．操作时，先点燃酒精喷灯，再通入一氧化碳
B．尾气无需处理，可以直接排放到大气中
C．反应前后硬质玻璃管中固体质量的减少值小于试管中物质质量的增加值
D．通过硬质玻璃管中的实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
2．木炭还原氧化铜的实验中用不到以下哪个标志
A．护目镜 B．锐器 C．明火 D．洗手
A．A B．B C．C D．D
3．今年我国将发射火星探测器。以下是关于火星的部分已知信息：
①其橘红色外表是因为地表被赤铁矿覆盖；
②火星上无液态水，但有大量冰；
③火星大气的成分为二氧化碳95.3%、氮气 2.7%、氩气 1.6%、氧气和水汽 0.4%。
下列说法正确的是
A．赤铁矿的主要成分是四氧化三铁
B．火星上的冰转化为液态水要放出热量
C．未来在火星上可用 CO 获取铁单质
D．蜡烛在火星大气中可以燃烧
4．竖炉炼铜技术可追溯到春秋时期，其装置如图所示。炼铜时将铜矿石粉和木炭粉从上方投入，鼓入充足的空气，使木炭燃烧产生1200℃以上高温，生成的铜液从金门流出。下列说法不正确的是
A．将铜矿石磨碎是为了增大反应物的接触面积
B．竖炉内木炭主要通过不完全燃烧产生高温
C．1200℃的高温使生成的铜熔化，并与炉渣自动分离
D．赤铜矿（含）炼铜原理：
5．把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉炼铁中进行冶炼，得到的产物是
A．生铁
B．纯铁
C．铜
D．钢
6．用100t含氧化铁80%的赤铁矿石，可炼出铁的质量（　　）
A．14t B．20t C．56t D．80t
7．用铁矿石炼铁时，把赤铁矿石、石灰石一起加入高炉，并通入空气，在高温下反应，其中不可能发生的化学反应是（　　）
A．C+O2CO2
B．2Fe2O3=4Fe+3O2↑
C．2C+O22CO
D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2
8．下列说法中，正确的是（ ）
A．水中铁易生锈是因为铁易与水反应
B．炼铁是将铁矿石中的铁置换出来的过程
C．铁的性质比较活泼，常温下，在干燥的空气中很容易与氧气发生反应
D．炼钢是将生铁中所含过量的碳和其他杂质转变为气体或炉渣而除去的过程
9．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
10．下列金属矿石和其主要成分对应正确的是
A．磁铁矿—FeO B．软锰矿— C．赤铜矿—CuO D．铝土矿—
11．下列关于工业炼铁的叙述错误的是
A．主要原理：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
B．主要原料：铁矿石、焦炭和石灰石等
C．主要设备：高炉
D．主要产物：生铁
12．墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是
A．碳单质在常温下不活泼 B．碳单质的硬度大
C．碳单质有吸附性 D．碳单质有可燃性
二、填空题
13．如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。

（1）在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为_______。
（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是________。
14．推断题：下图是已经学过的部分重要物质的反应及转化关系知识网络图“-”表示物质之间可以发生反应，“→”表示物质之间存在转化关系。请根据已知信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：A．___________；B．___________。
(2)反应⑧如果是化合反应，则该过程的火焰颜色为_________色。
(3)写出反应⑤的反应方程式 ___________。
15．如图是工业上铝土矿(含有Al2O3和Fe2O3等)冶炼铝的工艺流程图(信息：氧化铝与氢氧化钠溶液反应，生成偏铝酸钠和水；氧化铁不与氢氧化钠溶液反应)：
(1)操作①的名称是：__________。
(2)图中①为了提高NaOH和铝土矿的反应速率可采取哪些措施__________________________________________。
(3)氢氧化铝在加热或灼烧条件下可以生成氧化铝和另一种氧化物，请你写出步骤③中的化学方程式______。
(4)步骤④中__________元素化合价发生改变。
16．阅读下面科普短文。
人们曾经认为碳元素的单质只有两种，即金刚石和石墨。它的第三 种单质C60在20世纪80年代被发现。它是一种由60个碳原子构成的分子，其结构显然与石墨和金刚石截然不同，是一种由多个正多边形封闭而成的空心球体，形似足球，又名足球烯。
C60在常温下为紫红色晶体，有金属光泽，密度为1.68g/cm3，可溶于甲苯等有机溶剂中。
C60在材料科学、 超导体等方面有着很好的应用前景，成为信息技术和航天技术中的新宠。利用其独特的分子结构，可用于气体贮存、提高金属材料的强度、制得具有优异性能的新型高分子材料。C60在医学上应用广泛，例如：将肿瘤细胞的抗体附着在C60分子上，然后将带有抗体的C60分子引向肿瘤，以达到杀伤肿瘤细胞的目的。
因为C60有许多优异性能，所以C60在很多领域有潜在的应用前景。
依据文章内容，回答下列问题。
(1)单质C60是由________（填“分子”、“原子”或“离子”）构成的。
(2)下列属于C60的物理性质的是 （填字母序号）。
A．有金属光泽
B．常温下为紫红色晶体
C．密度为1.68g/cm3
D．由多个正多边形封闭而成的空心球体
(3)推测C60可能的化学性质 ________。
(4)C60的用途广泛，如：________。
(5)结合此篇短文，谈谈你对“化学”的认识 ________。
17．下图所示的是一定质量CuO和C的固体混合物在受热过程中各物质质量随时间变化的趋势。下列说法正确的是( )
A．时，开始发生反应
B．内，固体中铜元素的质量分数不变
C．b表示固体混合物
D．d表示______
三、实验题
18．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
四、综合应用题
19．金属在生产生活中有广泛应用。
高炉炼铁：高炉炼铁所用设备的结构如图1所示，其中发生的过程如图2所示。
(1)过程Ⅱ反应的化学方程式是_______。
(2)过程Ⅲ主要发生在图1所示设备中的_______（填“A”“B”或“C”）区域。
(3)过程Ⅰ中焦炭的作用有_______。
(4)某钢铁厂用5600吨含氧化铁80%的赤铁矿炼铁，理论上可以炼出含杂质2%的生铁多少吨？（不考虑炼铁过程中的损耗，写出计算过程）
《6.1金属矿物及铁的冶炼》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C B A C B D C D
题号 11 12
答案 A A
1．C
【详解】A、操作时，先通入CO气体，再点燃酒精喷灯，以防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸，故选项说法错误；
B、尾气中可能含有未完全反应的一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到大气中会污染空气，故选项说法错误；
C、一氧化碳和氧化铁反应中，氧化铁失去氧，可以看作是失去的氧给了一氧化碳，一氧化碳得氧被氧化成二氧化碳，所以反应前后硬质玻璃管中固体质量的减少值小于试管中物质质量的增加值，故选项说法正确。
D、通过硬质玻璃管中的实验现象不能判断氧化铁是否完全转化为铁，是因为四氧化三铁和氧化亚铁也都是黑色固体，故选项说法错误。
故选：C。
2．B
【详解】A、木炭还原氧化铜的实验中，可能会有高温物质飞溅等情况，使用护目镜可以保护眼睛免受伤害，所以该实验中会用到护目镜标志，不符合题意；
B、木炭还原氧化铜的实验中，不需要使用到锐器，所以该实验中用不到锐器标志，符合题意；
C、木炭还原氧化铜的实验中，需要使用酒精灯等加热装置来提供热量，酒精灯的使用涉及到明火，所以该实验中会用到明火标志，不符合题意；
D、进行实验后，需要洗手，保持个人卫生，防止发生危险，所以该实验中会用到洗手标志，不符合题意。
故选：B。
3．C
【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，说法错误；
B、火星上的冰转化为液态水，体积要增大，需要吸收热量，说法错误；
C、未来在火星上可用 CO 获取铁单质，因为高温下一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，说法正确；
D、火星大气中氧气和水汽含量为0.4%，蜡烛在火星大气中不可以燃烧，说法错误；
故选：C。
4．B
【详解】A、将铜矿石磨碎是为了增大反应物的接触面积，使反应更快更充分，不符合题意；
B、竖炉内木炭主要通过完全燃烧产生高温，木炭完全燃烧，放出的热量多，符合题意；
C、1200℃的高温使生成的铜熔化，使铜液和炉渣分层，自动分离，不符合题意；
D、炼铜过程中，木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，则炼铜原理为一氧化碳和氧化亚铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉炼铁中进行冶炼，得到的产物是含有大量C单质的生铁。故选A。
6．C
【分析】化合物中某元素的质量等于该化合物的质量乘以该元素的质量分数。
【详解】根据质量守恒定律，反应前后铁元素的质量不变；则100t含氧化铁80%的赤铁矿石，可炼出铁的质量为，故选C。
【点睛】根据质量守恒定律，反应前后元素的质量和种类均不变。
7．B
【详解】炼铁过程中，发生的反应有：在点燃条件下，碳和氧气充分反应生成二氧化碳，不充分反应生成一氧化碳；在高温的条件下，二氧化碳和碳能够反应生成一氧化碳；在高温的条件下氧化铁和一氧化碳能够反应生成铁和二氧化碳，氧化铁不能分解生成铁和氧气。故选B。
8．D
【详解】A、铁在水和氧气并存时易生锈，故选项错误；
B、炼铁就是将铁矿石中的铁转变为铁单质的过程，发生的不是置换反应，故选项错误；
C、在干燥的空气中铁不易生锈，故选项错误；
D、炼钢就是减少生铁中的含碳量，故选项正确；
故选：D。
9．C
【详解】设可炼出铁的质量为x。
x=560t
故选：C。
10．D
【详解】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，而不是FeO，故A错误；
B、软锰矿的主要成分是MnO2，而不是TiO2，故B错误；
C、赤铜矿的主要成分是Cu2O，而不是CuO，故C错误；
D、铝土矿的主要成分是Al2O3，故D正确；
故选：D。
11．A
【详解】A．工业炼铁就是在高温的条件下，用一氧化碳来还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，而不是焦炭，故A错误；
B．工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石等，故B正确；
C．高炉炼铁的设备是高炉，故C正确；
D．工业炼的铁中含有杂质，是生铁，故D正确。
故选：A。
12．A
【详解】墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是常温下碳单质的化学性质稳定，与碳单质的硬度大、碳单质有吸附性、碳单质有可燃性无关，故选：A。
13． CO和空气混合，加热可能会发生爆炸 收集CO，防止污染空气
【详解】（1）一氧化碳具有可燃性，和助燃性气体混合，加热可能发生爆炸，所以在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，因为一氧化碳和空气混合，加热可能会发生爆炸；
（2）一氧化碳有毒，需要尾气处理，所以B装置的作用是：收集一氧化碳、防止污染空气。
14．(1) H2O CO2
(2)淡蓝
(3)
【分析】A能与氧气相互转化，过氧化氢能分解生成A和氧气，可推出A为水；氧气能转化为B，B能与一氧化碳相互转化，可推出B为二氧化碳，代入验证，符合题意。
【详解】（1）由分析可知，A为水，化学式为：H2O；B为二氧化碳，化学式为：CO2；
（2）反应⑧为氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，该过程发出淡蓝色火焰；
（3）反应⑤为二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：。
15． 过滤 将铝土矿粉碎、适当增加氢氧化钠溶液的浓度、加热提高反应温度等 铝、氧
【详解】（1）操作①是将滤液与滤渣分离，名称是过滤。
（2）为了提高NaOH和铝土矿的反应速率，可以将铝土矿粉碎、适当增加氢氧化钠溶液的浓度、加热提高反应温度等方法。
（3）步骤③中氢氧化铝灼烧生成氧化铝，同时应生成水，反应的化学方程式为。
（4）步骤④是氧化铝电解生成铝和氧气，铝和氧气均属于单质，单质中元素的化合价为0，则步骤④中铝、氧元素的化合价发生改变。
16．(1)分子
(2)ABC
(3)可燃性
(4)用于气体贮存、制得具有优异性能的新型高分子材料等
(5)世界是由物质组成的，化学则是人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一
【详解】（1）单质C60是由分子构成的；
（2）由题干信息可知，属于C60的物理性质的是：有金属光泽；常温下为紫红色晶体；密度为1.68g/cm3；
（3）推测C60可能的化学性质：具有可燃性；
（4）C60的用途广泛，如用于气体贮存、制得具有优异性能的新型高分子材料等；结合此篇短文，对“化学”的认识有：世界是由物质组成的，化学则是人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一；我们学习、研究化学，是为了认识自然、改造自然，使之为人类服务；化学可以研究自然界现有的物质也可以发现自然界不存在的物质等。
17． A /二氧化碳
【详解】A、由图像可知，时各物质的质量开始发生变化，故时开始发生反应，A选项正确。
B、内，碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳气体，铜元素的质量不变，但固体的总质量逐渐减小，故固体中铜元素的质量分数逐渐增大，B选项错误。
C、图中b的质量在反应后减小至0，固体混合物的质量在反应后逐渐减小，但不可能减小至0，C选项错误。
D、d的质量逐渐增大，应表示生成物，根据反应的化学方程式，可知生成铜和二氧化碳的质量比为，而d增加的质量小于c，故d表示二氧化碳。
18． 赤铁矿 黑 澄清的石灰水变浑浊 b 防止冷凝水倒流、炸裂试管 ab
【详解】（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；
故答案为：赤铁矿；黑；澄清石灰水变浑浊；b。
（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：；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：，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a说法正确；
b．一氧化碳和二氧化碳的分子结构不同，选项b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c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d说法错误。故选ab。
故答案为：；防止冷凝水倒流、炸裂试管；；ab。
【点评】本题考查的是常见的物质的性质以及物质间的反应的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行。
19．(1)
(2)C
(3)提供热量（合理即可）
(4)设理论上可以炼出含杂质2%的生铁的质量为x，
x=3200t；
答：理论上可以炼出含杂质2%的生铁的质量为3200t。
【详解】（1）由图可知，过程Ⅱ是二氧化碳在高温下与焦炭反应生成一氧化碳，反应的化学方程式是：；
（2）由图可知，过程Ⅲ是在高温条件下，一氧化碳将铁矿石中的铁的化合物还原为铁，同时生成了二氧化碳，即图中C位置；
（3）过程Ⅰ是焦炭在空气中燃烧生成二氧化碳，并放出大量的，在高温下焦炭可以和二氧化碳反应生成一氧化碳，所以焦炭的作用有：提供热量并生成还原剂一氧化碳；
（4）见答案。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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