2021春科学版九年级化学下册课件 第6章 6.3 金属矿物与冶炼

(1)与生铁相比较，钢有什么优良的性能？
_韧__性__好__、__硬__度__大__等__合__理__答__案_______________(答出一条即可)。
可制医疗器械(合理即可) ((23))写比出较钢 生的 铁一 与种 钢用 的途成分___，__说__明__生__铁__与__钢__在__性__能__上__有__较__大__差__异__的。主
4．【2020·德州】如图所示是实验室利用一氧化碳还原氧化铁 的装置图。关于该实验，下列说法错误的是(ꢀBꢀ) A．实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑 B．反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前增加 C．试管中澄清石灰水变浑浊 说明有二氧化碳生成 D．为了防止污染空气，该实 应增加尾气处理装置
还原剂一氧化碳，虽然所用的原料是焦炭，但还原铁矿
石的却是一氧化碳。
10．下列有关一氧化碳还原氧化铁实验的有关说法中， 正确的是 (ꢀꢀ)C A．实验时，应先点燃酒精喷灯，后通一氧化碳 B．实验结束时，应先停止通入一氧化碳，后熄灭
酒精喷灯 C．用赤铁矿炼铁的主要反应原理是3CO＋
Fe 2O 3==高==温=2Fe＋3CO 2 D．高炉炼铁得到的是纯铁
A．②③⑤ B．①③⑤ C．①④⑤ D．②③
【点拨】本题易错，由于工业炼铁所用的原料是焦炭，
因此就误认为将铁矿石还原成铁的是焦炭，其实焦炭
的作用是提供热量并制取还原剂一氧化碳，因此炼铁
高炉内主要发生的反应有C＋O
高温
2=====CO
，2 CO
＋2
C==高==温=2CO，3CO＋Fe O 2===3 ==高2温Fe＋3CO 。 2
③由A处继续通入O2， 加热B，木炭粉燃烧，
C中溶液变浑浊。 结论：由①、③可知燃烧需要__可__燃__物__与__氧__气__接__触_______； 由②、③可知燃烧需要__温__度__达__到__可__燃__物__的__着__火__点______
(2)探究CO与金属氧化物反应：B中盛金属氧化物。 Ⅰ.模拟工业炼铁：A处通CO，B中盛Fe2O3粉末，B处下方放 酒精喷灯，D处放酒精灯。
【点拨】一氧化碳还原氧化铁的实验中，开始时，应 先通入一氧化碳，排尽装置内的空气，后加热；结束 时，应先停止加热，继续通入一氧化碳至玻璃管冷却 至室温。高炉炼铁得到的是生铁。
11．工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程，炼铁
高炉中发生的主要反应有(ꢀꢀ)B ①C＋O2==高=温==CO 2 ②Fe2 O3＋3H2==高==温=2Fe＋3H O2 ③Fe2 O3＋3CO==高==温=2Fe＋3CO 2 ④2Fe2 O3＋3C==高==温=4Fe＋3CO ↑2 ⑤CO2＋C==高==温=2CO
反应为CO还原Fe2O3，则G为Fe，反应④即为Fe置换铜的化合 物中的铜，从而验证了D为铜。
18．【中考·怀化】用如图所示装置在相应条件下完成下列实验。 (1)探究燃烧条件：B中盛木炭粉。 ①由A处通N2一段时间后，加热B，B、C中无明显变化。 ②待B冷却至室温，由A处通入O2一段时间，B、C中无明显 变化。
硫、磷、硅等的生铁。生铁中含碳量范围是 2%～4.3% ____________________________________ 。
14．生铁和钢都是铁的合金。下表对生铁和钢的成分、性能都作了 比
较。
生铁
钢
根据表中提供 含碳量 2%～4.3%
0.03%～2%
的信息，回答 性能 下列问题：
硬而脆、无韧性、 坚硬而有韧性、可 可铸不可锻轧 铸可锻轧、可延压
固体生成，又有黑色固体生成。 实验结论(定性)：该黑色粉末为 ______C_u_O__和__F_e_3_O_4_的__混__合__物_______
定量分析：经测定，反应前B的质量为180 g，完全反应后 B的质量为170.4 g。将反应后B中固体全部加入到足量的稀 硫酸中，完全反应后经过滤、洗涤、干燥，测得剩余固体 的质量为12.8 g。 实验结论(定量)：m(CuO) : m(Fe ＝__2_0__:_2_9__(写最简整数比)。
第六章 金属
课题3 金属矿物与冶炼
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1C 2 3C 4B 5
6A 7 8 9D 10 C
11 B 12 C 13 14 15 A
答案呈现
16 17 18
1．下列金属在自然界中主要以单质形式存在的是(ꢀCꢀ)
A．镁 B．铝
C．银
D．铁
【点拨】在自然界中只有金、银等少数很不活 泼的金属以单质形式存在。
实验：在A处通入CO时，应立即点燃____D____(填“B”或“D”) 处酒精(喷)灯。在B处加热 一段时间后可观察到的现象是 ____红__棕__色__粉__末__逐__渐__变__黑______。
Ⅱ.探究金属氧化物的组成：A处通CO，B中盛金属氧化物，B处 下方放酒精喷灯，D处放酒精灯。 已知：CuO、Fe3O4均为黑色物质，B中所盛粉末为CuO或Fe3 O4 或两者的混合物。 实验：同Ⅰ操作，B中可观察到既有红色
(2)反应①、②、③的化学方程式分别为 _C_＋__2_C_u_O_=_=_=高_=_温=_2_C_u_＋__C_O__↑___2 _、___C_O__2＋__C_=_=_=_高=_=_温2_C_O_______、 _3_C_O_＋__F_e__O2__=3_=_=高_=温_=_2_Fe_＋__3__C_O___2__；写出一个能实现反应④的 化学方程式_____F_e_＋__C_u_S_O__=4_=_=_F_e_S_O__＋_4_C_u_(_合__理__即__可__)ꢀ______。
(3)反应①、③的基本反应类型
是否相同？_____不__同_____。
【方法规律】本题采用切入法解答。切入点为物质的特殊颜色
及反应关系。由B为黑色固体，D为红色固体单质，结合反应
①的关系，可推知B为CuO，D为Cu，同时反应①的条件为高 温，可推知还原剂A为碳，则生成的C为CO2，再结合反应②， 即为CO2与C高温反应，生成的E应为CO，反应③中，E(CO) 与红色固体F高温反应得到G，从反应条件及F的颜色可推知该
2．《千里江山图》是北宋王希孟创作的绢本设色画，其颜料选用各 色天然矿石，描绘了祖国的锦绣河山。一些矿石的主要成分及颜 色如下表所示。
矿石
蓝铜矿
孔雀石
主要成分 Cu 3(OH) (2CO ) 3 2Cu (O2H) CO2
颜色
蓝色
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绿色
雌黄
A3 s S 2 3 黄色
赭石
Fe 2O 3 红色
(1)四种矿石主要成分中，属于氧化物的是__F_e_2_O__3_。 (2)蓝铜矿和孔雀石的主要成分在组成上具有的相同点是
5．【中考·淄博】兴趣小组的同学利用下图所示装置探究工业
炼铁的化学原理。
(1)实验前要先通入一氧化碳，然后再加热；实验过程中观
察到硬质玻璃管内的红色物质逐渐变为________色，写 黑
出反应的化学方程式： _F_e_2_O_3_＋__3_C_O_=_=_=_高=_=温_=____ _2_F_e_＋__3_C_O__2_______。
要原因。 含碳量不同。
15．某工厂要用赤铁矿来冶炼生铁，若要炼制含铁96%的
生铁63 t，假设在炼制过程中损失10%的铁元素，则
理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为 (ꢀAꢀ)
A．120 t
B．108 t
C．96 t
D．84 t
【点拨】
16．【中考·福建】改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，
(2)实验过程中必须对尾气进行处理，调节酒精灯的高 度，用酒精灯火焰的___外__焰___点燃。
(3)通过上述实验探究，同学们总结一氧化碳的化学性 质有___还__原__性__、__可__燃__性___。
6．生铁和钢的主要区别是(ꢀAꢀ) A．生铁和钢的含碳量不同 B．生铁和钢的主要成分不同 C．生铁是混合物，钢是纯净物 D．生铁的性能优于钢
12．【中考·眉山】某化学兴趣小组用下图所示装置探究炼铁原 理，下列关于该装置和反应过程的描述错误的是(ꢀCꢀ)ꢀ A．盛装药品前应先检查装置气密性 B．加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊 C．已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为 a→b→c→d D．这种方法“炼”出 的铁与工业上炼出 的生铁在组成上最大的区别是不含碳
【点拨】一氧化碳难溶于水，长导管是出水管， 导管口的连接顺序应为a→c→b→d，C错误。
13．工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温
下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。 (1)通入空气使固态的焦炭转化为具有还原性的气态物质，
转化过程中涉及的反应的化学方程式是 _C_＋__O__2=_=_高=_=温_=_C_O__、_2_C_O__＋__2C_=_=_=_=_=高_2_温C_O______ (2)磁铁矿(主要成分为Fe3O4)在高炉里
9．下列有关高炉炼铁的说法中正确的一组是(ꢀDꢀ)
①高炉中焦炭的作用之一是产生一氧化碳ꢀ②高炉中焦炭的
作用之一是供热ꢀ③高炉中把铁矿石(以赤铁矿为例)冶炼成
铁的主要反应原理是3C＋2Fe 2O =3===高=温4Fe＋3CO ↑2
A．①②③ B．②③
C．①③
D．①②
【点拨】在高炉炼铁中，焦炭的作用是提供热量并制得
【方法规律】本题可用标准实验对照法和固定程序法解答。 (1)①可燃物在氮气中加热不燃烧，③可燃物在氧气中加热燃烧， 由①、③可知燃烧需要可燃物与氧气接触；②可燃物通入氧气 未加热不燃烧，③可燃物通入氧气加热燃烧，由②、③可知燃 烧需要温度达到可燃物的着火点。(2)Ⅰ.一氧化碳还原氧化铁实 验中，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后再加热，在实验 时要注意一氧化碳有毒，要点燃D处酒精灯进行尾气处理，故在 A处通入CO时，应立即点燃D处酒精灯；
【点拨】一氧化碳还原红棕色氧化铁生成黑色铁粉和二氧 化碳，实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑，A 正确；一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应后玻 璃管中固体物质的质量减少，B错误；二氧化碳可以使澄 清石灰水变浑浊，试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧 化碳生成，C正确；一氧化碳有毒，为了防止污染空气， 该实验应增加尾气处理装置，D正确。
7．【2020·凉山】某钢铁厂每天需消耗5 000 t含三氧 化二铁76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁 98%的生铁的质量是___2__7_1_4_.3__t_ꢀ。
【点拨】
高温
8．【中考·枣庄】生活中常见的铁制品大多是铁合金(成分为 铁和碳)制成的，而非纯铁。铁合金又因其含碳量不同分 为生铁和钢(生铁含碳量为2%～4.3%，钢含碳量为0.03% ～2%)。将一块质量为5.8 g的铁合金放入烧杯中，再向烧 杯中加入98 g稀硫酸，恰好与铁合金中的铁完全反应，所 得氢气的质量为0.2 g，通过计算回答：该铁合金是生铁还 是钢？(写出计算过程，结果精确到0.1%)
反应生成单质铁的化学方程式是 _4_C_O_＋__F_e_3_O__4_=_=_=高_=温_=_3_F_e_＋__4_C_O_2______。
(3)图中高炉炼铁时焦炭的作用是_提__高__炉__温__、__产__生__还__原__剂__C_O___ (4)为什么高炉中生铁出口低于炉渣出口？
_因__为__生__铁__的__密__度__大__于__炉__渣__的__密__度______。 (5)铁矿石在高炉中冶炼后，得到含较多碳、
都由Cu、O、C、H四种元素组成 ____________________________________________。
3．下列有关铁的冶炼的说法中正确的是(ꢀCꢀ) A．高炉炼出的铁是纯铁 B．高炉炼铁用焦炭做还原剂还原铁矿石 C．高炉炼铁的原料是焦炭、铁矿石、石灰石、空气等 D．炼铁的过程是把铁矿石转化成纯净的氧化铁 【点拨】高炉炼铁是以CO做还原剂还原铁矿石， 炼出的是含杂质的生铁。
方法二：
【方法规律】本题考查含杂质物质的有关计算，可 采用一题多解法。一是根据化学方程式进行计算， 二是利用化学式结合质量守恒定律计算。
17．【中考·武威】A～H都是初中化学中常见的物质，已知 B为黑色固体，D为红色固体单质，F为红色固体，它 们的转化关系如图所示。请回答： (1)物质B、E的化学式分别为B.__C_u_O__，E.__C__O_ꢀ_。
近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿 (主要成分为 Fe 2O 3)炼铁，反应原理为 Fe O2 ＋3 3CO ==高=温==2Fe＋3CO 。2 若该厂日产含铁1.4×104 t 的生铁， 至少需要含 Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是多少？(要求 写出计算过程)(用两种方法计算)
方法一：