初中化学(新人教版)九年级全一册同步测试：炼铁的原理(同步习题)【含答案及解析】

课题3金属资源的利用和保护
第1课时炼铁的原理
知能演练提升
能力提升
1.碳在高温下可以与氧化铁反应,化学方程式可表示为3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑,下列说法中正确的是()
A.该反应属于分解反应
B.反应中碳元素的化合价降低,铁元素的化合价升高
C.碳是还原剂
D.氧化铁是还原剂
2.某同学用下图装置进行CO与Fe2O3的反应。

下列说法错误的是()
A.该实验装置应增加尾气处理装置
B.加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气
C.NaOH溶液应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的CO2气体
D.反应后的固体是Fe和Fe2O3的混合物,可以采用加入盐酸并过滤的方法得到Fe
3.★某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁,假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。

若要炼制含铁96%
的生铁63 t,假设在炼制过程中损失10%铁元素,则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是
()
A.120 t
B.108 t
C.96 t
D.84 t
4.用足量的CO还原8.0 g某种铁的氧化物,生成的气体全部被足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀12.5 g,则这种铁的氧化物可能是()
A.FeO
B.Fe2O3与Fe3O4的混合物
C.FeO与Fe3O4的混合物
D.Fe3O4
5.物质的性质决定着物质在生产和生活中的用途。

木炭和一氧化碳都具有还原性,都可用于冶炼金属。

请根据下图回答有关问题。

(1)请写出下列反应的化学方程式:
①木炭还原氧化铜;
②一氧化碳还原氧化铁。

(2)A、B装置中澄清石灰水的作用是。

(3)B装置最右端酒精灯的作用是。

(4)在A装置中,当观察到时,证明木炭粉末和氧化铜粉末已经完全反应。

探究创新
6.★钢铁工业是国家工业的基础。

(1)右图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,根据图示回答下列问题。

若图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式:
A区:,
B区:。

(2)某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,并对固体产物成分进行探究。

【设计实验】
用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如下图。

【进行实验】
该小组按上述实验设计,在一定温度下进行了实验,测得下列数据:
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量为66.0 g(玻璃管的质量为60.0 g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量为65.8 g(冷却到室温称量)
【分析与讨论】
本实验中,玻璃管内固体粉末由红棕色全部变为黑色。

小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家查阅资料。

【查阅资料】
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。

②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。

③
【实验与猜想】
①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和。

②进行猜想:黑色固体粉末可能
a.全部为铁;
b.;
c.。

【得出结论】
通过实验中获得的数据进行计算,得出黑色固体粉末为(写名称)。

【反思与评价】
①一氧化碳还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。

②实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有。

A.收集一氧化碳
B.吸收二氧化碳
C.检验二氧化碳
答案：
知能演练·提升
1.C分解反应是一种化合物生成两种或两种以上物质的反应,A错误;反应中C CO2,C得氧,被氧化,是还原剂,C的化合价从0+4升高了,Fe2O3Fe,Fe2O3失氧,被还原,是氧化剂,Fe的化合价从+30降低了,故B、D错误;C正确。

2.D尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,会对空气造成污染,要进行收集或燃烧处理,A项正确;一氧化碳具有可燃性,不纯时容易爆炸,故点燃酒精灯前应先通入一段时间CO,排净装置内的空气后再加热,B项正确;氢氧化钙溶液(或石灰水)与二氧化碳反应有白色沉淀产生,所以检验二氧化碳时常用氢氧化钙溶液,C项正确;铁和氧化铁都能与盐酸反应,加入盐酸后过滤得不到金属铁,D项错误。

3.A根据质量守恒定律,利用铁元素质量不变解题。

设需要赤铁矿质量为x,则有x×(1-
20%)×112
160
×100%×(1-10%)=63 t×96%,解得x=120 t。

4.C解:设该反应生成的二氧化碳质量是w。

Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
44 100
w12.5 g
44 100=w
12.5g
w=5.5 g
因澄清石灰水增加的质量为二氧化碳的质量,设这种氧化物的化学式是Fe x O y,则y CO+Fe x O y x Fe+y CO2
56x+16y44y
8.0 g 5.5 g
56x+16y
44y =8.0g
5.5g
x y =6
7
故这种物质中铁原子和氧原子的个数比为6∶7。

A项中铁原子和氧原子的个数比为1∶1=6∶6;B项中铁原子和氧原子的个数比在6∶9和6∶8之间;C项中铁原子和氧原子的个数比在6∶6和6∶8之间;D项中铁原子和氧原子的个数比为6∶8。

故选C。

5.解析(1)木炭和CO在高温条件下夺取金属氧化物中的氧,生成CO2,同时得到金属单质,据此可写出有关反应的化学方程式。

(2)利用CO2能使澄清石灰水变浑浊,证明反应是否有CO2生成。

(3)因CO有毒,会污染空气,因此需将未反应的CO燃烧掉。

(4)插入澄清石灰水中的导管口没有气泡产生时,说明不再有CO2产生,证明反应已结束。

答案(1)C+2CuO2Cu+CO2↑3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2)检验是否有二氧化碳生成
(3)除去未反应完的一氧化碳气体,防止污染空气
(4)竖直的试管内导管口不再有气泡冒出
6.解析(1)考查了炼铁炉内发生的主要化学反应,它包括碳的燃烧、一氧化碳的生成、一氧化碳还原氧化铁三个反应,比较简单。

(2)根据[查阅资料]③知,氧化亚铁不能被磁铁吸引,由于反应后的黑色固体粉末能全部被磁铁吸引,所以黑色固体粉末一定不含氧化亚铁。

又由于铁和四氧化三铁都能被磁铁吸引,因此,此黑色固体粉末可能全部是铁,也可能全部是四氧化三铁或铁和四氧
化三铁的混合物。

6 g氧化铁中铁元素的质量=6 g×112
×100%=4.2 g,氧元素的质量=6 g-4.2 g=1.8
160
g;反应后得到的黑色固体粉末中铁元素的质量仍是4.2 g,黑色固体粉末中氧元素质量=5.8 g-4.2 g=1.6 g,故生成物中铁、氧两元素的质量比=4.2 g∶1.6 g=21∶8,四氧化三铁中铁、氧元素质量比也是21∶8,故该黑色固体粉末是四氧化三铁。

仔细观察虚线框内的装置可知,洗气瓶内进气管、出气管都伸入了瓶底,可推测出其作用是吸收二氧化碳并收集一氧化碳。

答案(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C+O2CO2、C+CO22CO
(2)【实验与猜想】①氧化亚铁(FeO)②铁和四氧化三铁的混合物全部是四氧化三铁(两者可互换,化学式也可)
【得出结论】四氧化三铁
【反思与评价】②AB。