考点28生铁的冶炼参考答案

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点28生铁的冶炼

考向一、金属在自然界中的存在形式

跟踪训练

1.

B

污染空气且能形成酸雨的主要气体有二氧化硫、二氧化氮和三氧化硫。根据化学反应中元素种类是不变的,所以矿石中要含有硫元素或氮元素,才能产生形成酸雨的气体。故选B。

2.

C

A、赤铁矿炼铁后生成铁和二氧化碳,不会污染空气;

B、磁铁矿炼铁后也生成铁和二氧化碳,不会污染空气;

C、黄铁矿炼铁后会生成铁和二氧化硫,二氧化硫会污染空气;

D、菱铁矿炼铁后也生成铁和二氧化碳,不会污染空气。

故选C。

.

(1)①B②元素种类;64×2+16×5+1×2+12×1;

(1)①根据主要成分的化学式来分析;②根据质量守恒定律来分析;③相对分子质量就是化学式中各原子的相对原子质量的总和;(2)①氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳.

真题再现

1.

C

A、铝元素是地壳中含量最高的金属元素,铁元素不是地壳中含量最高的金属元素,故A错误;

B、铁矿石(主要成分为Fe2O)难溶于水,故B错误;

C、冶炼铁的过程中有新物质铁生成,发生了化学变化,故C正确;

D、生铁高温锻打成钢,碳与空气中的氧气反应生成二氧化碳,碳元素含量降低,故D错误。故选C。

2.

A

A、碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳,木炭的主要成分是碳,可以是木炭,故选项说法正确。

B、碳与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,X是碳,碳与CO都具有还原性,故选项说法错误。

C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,反应后的尾气不能直接排放,故选项说法错误。

D、Y是氧化铁,铁元素以化合态存在,故选项说法错误。故选:A。

B

由于一氧化碳有毒,所以应加尾气处理装置,A错误;实验前应先通入一段时间的CO验纯后再加热,防止一氧化碳的混合气体发生爆炸,B正确;因为生成的气体为二氧化碳,应该用澄清石灰水检验气体产物,C错误;因为Fe2O能与盐酸反应,所以不能用加盐酸的方法提纯,D错误。

4.

C

A、“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO,故选项正确;

B、铁和硫酸反应生成FeSO4,滤液X中的溶质为FeSO4,故选项正确;

C、“酸溶”是氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,属于复分解反应,“还原”是稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气属于置换反应,故选项错误;

D、将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不和稀硫酸反,过滤得Cu,故选项正确。故选:C。

考向二、生铁的冶炼

跟踪训练

1.

A

A.一氧化碳还原氧化铁,红色的氧化铁被还原成黑色铁粉而不是银白色。故A符合题意;

B.没有参加反应的一氧化碳直接通入空气中会造成空气污染,所以可以用一只燃着的酒精灯将一氧化碳燃烧掉。故B不符合题意;

C.赤铁矿颜色是红色的,因为其主要成分氧化铁为红色固体。故C不符合题意;

D.实验结束后先移去酒精喷灯,继续通CO直至硬质玻璃管冷却,目的是让还原出来的铁粉在一氧化碳气流中冷却。如果先停止通一氧化碳,后移去酒精喷灯,还原的铁粉又会与空气中的氧气反应。故D不符合题意。

故选A。

2.

C

A、磁铁矿的主要成分是FeO4,不符合题意;

B、氧化铁被CO夺取了氧,发生了还原反应,不符合题意;

C、在做一氧化碳还原氧化铁的实验过程中,一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,会观察到红棕色粉末逐渐变黑,符合题意;

D、实验结束时,先停止加热,再停止通CO,防止生成的铁被再次氧化,不符合题意。故选C。

.

(1)生铁是铁的合金,属于金属材料;二氧化硫气体,会造成酸雨。

()铁的锈蚀实质是Fe与空气中水、氧气等发生化学反应的过程。防止铁制品锈蚀就是将铁制品与水、氧气隔离,可用涂油、喷漆、镀耐腐蚀的铬层等方法防锈;用盐水清洗、久置于酸性环境会加速铁的锈蚀。

(1)金属SO2

(2)①化合

()水、氧气AB

真题再现

1.

C

A、氧化铁中铁元素化合价为+,反应前后Fe元素的化合价由+价变为0价,错误;B、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳,可观察到固体由红色变为黑色,错误;C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验二氧化碳可以用澄清石灰水,正确;D、一氧化碳不与水反应,且难溶于水,不能用水吸收CO,错误。故选C。

2.

A

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。

D

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.

②③抗腐蚀性二氧化碳玻璃管横放,用药匙将药品送入玻璃管混合物没有尾气处理装置稀盐酸过滤碱性Cu2O

通常状况下,氨气极易溶于水形成溶液[温故如新]

(1)碱是金属阳离子或铵根离子和氢氧根离子构成的化合物,在①CuO②Cu(OH)2③CuCl2④Cu2(OH)2CO[也可表示为CuCO·Cu(OH)2]这4种物质中,属于碱的有氢氧化铜:除①CuO外,其余种物质在常温下易溶于水有氯化铜,故填:②;③。

(2)考古出土的春秋末期制造的青铜剑,历经余年,其表面且有一层薄锈,但仍寒光逼人,剑刃锋利,由此可知,青铜具有的特性有抗腐蚀性。青铜中含有铜,铜会生锈形成碱式碳酸铜,铜器表面的薄锈是碱式碳酸铜由铜、氢、氧、碳元素组成,是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳等物质发生反应所形成,故填:抗腐蚀性;二氧化碳。

[进行实验1]

()①将CuO粉末装人玻璃管A中的具体操作方法是将玻璃管横放,用药匙将药品送入玻璃管,故填:玻璃管横放,用药匙将药品送入玻璃管。

②氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等,根据质量守恒反应前后元素种类不变,还会生成水,在试管B中能够观察到的现象是有液体出现,该液体是水,通常状况下,氨气极易溶于水形成溶液,里面会有溶解的氨气属于混合物,故填:混合物。

③从环保角度看该装置的不足之处是没有尾气处理装置氨气容易污染环境,故填:没有尾气处理装置。

[进行实验2]

(4)铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,和氯化铁反应生成氯化亚铁,取适量含CuCl2、FeCl的某工业废液样品,向其中加人过量铁粉并充分反应后,过滤,滤渣为铜和铁,滤液是氯化亚铁,将滤渣和足量稀盐酸充分反应,再过滤、洗涤、干燥即可回收得到金属铜;所得滤液中含有需要回收的FeCl2,故填:稀盐酸;过滤。

(5)氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,2mL10%NaOH溶液,消耗硫酸铜质量为x。

故氢氧化钠过量溶液显碱性,再向上述试管中加入几滴10%葡萄糖溶液,并在酒精灯上加热至沸腾,片刻后生成红色沉淀B,氧化铜是黑色,氢氧化铜是蓝色,故B为氧化亚铜,故填:碱性;Cu2O。

5.

检验原气体产物中是否含有二氧化碳

A将尾气点燃(或进行收集等)

(1)根据二氧化碳使澄清石灰水变浑浊解答;

(2)根据反应现象和结果进行解答;

()根据除杂和实验要求进行解答;

(4)根据一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中进行解答。

(1)装置A的作用就是检验混合气体中有二氧化碳的存在,因为二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊;

(2)氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,化学反应方程式为:

()通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳产生,原气体是一氧化碳和二氧化碳的混合气体,除去一氧化碳中的二氧化碳,所以需要氢氧化钠与二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,留下一氧化碳与氧化铁反应;

(4)如果反应不完全,尾气里面会有一氧化碳,不能直接排入空气,因为一氧化碳有毒,所以需要将尾气点燃或进行收集等,禁止排入空气即可;

故答案为:(1)、检验原气体产物中是否含有二氧化碳;(2)、

()、A;(4)、将尾气点燃(或进行收集等)。

考向三、含杂质物质的计算

跟踪训练

1.

c

设理论上可炼出含铁97%的生铁质量为x

可制得含杂质的生石灰的质量=20t﹣7.04t=12.96t

故选D.

根据碳酸钙煅烧分解生成氧化钙和二氧化碳的化学方程式,可由碳酸钙质量计算出放出二氧化碳的质量,再利用质量守恒定律,石灰石质量减去放出的二氧化碳气体,即得含杂质的生石灰的质量.

B

84吨含Fe2O80%的赤铁矿石中含Fe2O的质量=84吨×80%=07.2吨

07.2吨Fe2O中含Fe元素质量=07.2吨×70%=.04吨

则含铁96%的生铁的质量=.04吨÷96%=吨

观察选项,故选B.

根据冶炼过程中铁元素的质量不变,利用赤铁矿的质量计算可炼出生铁的质量.

真题再现

1.       

           x=t       答:可炼出生铁t。

(1)炼铁的原理就是用还原剂CO,把铁从铁的氧化物中还原出来。

(2)①5t含氧化铁84%的赤铁矿中,纯的氧化铁的质量是5t×84%=t;②中所求生铁的质量是含杂质的,如果设制得的生铁质量为X,则纯铁的质量为98%X,然后根据化学方程式,就可以求出X。化学方程式中各物质间的质量关系都是纯物质的质量,不纯物质要先换算成纯物质的量,再进行计算。纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度。不能把不纯的量直接代入方程进行计算或者把杂质的质量分数当成纯度代入方程计算。2.

解:2t矿石中含氧化铁的质量为:         2t×80%=t              

x=.7t       答:理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为.7t。

. 

     解:设可炼出含杂质2%的生铁的质量为x。        

      X=.6t

答:能炼出含杂质2%的铁.6吨。本题中的已知量与未知量都是不纯物质的质量。如果根据化学方程式进行计算,代入方程式中的质量必须是纯物质的质量。

4.

解:设可得生石灰质量为x

答:可得生石灰50.4吨。

5.

2.5×

解:设需要赤铁矿的质量为m。

答:需要含Fe2O80%赤铁矿的质量为2.5×t。

考向四、金属的锈蚀与防护

跟踪训练

1.

D。

A、b管中铁钉不与水接触,所以不会锈蚀,故A错误;

B、因为a中的氧气减少,压强也减小,从而导致L端液面高于R端液面高,故B错误;

C、该实验说明铁锈蚀与水有关,故C错误;

D、若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀,故D正确。

2.

A。

在潮湿的空气中,铁与氧气,水同时共存,会发生生锈,而盐类物质能加快铁的锈蚀速率,所以铁钉表面最容易产生铁锈的是A。

C。

A、铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的结果,该选项说法正确;

B、回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一,该选项说法正确;

C、铝的抗腐蚀能力比铁强,因为铝能和氧气反应生成氧化铝保护膜,该选项说法不正确;

D、铝的抗腐蚀能力比铁强,因为铝表面会形成致密而坚固的氧化膜,该选项说法正确。

真题再现

1.

D。

A、由Cu2(OH)2CO可知,铜锈由铜、氧、氢、碳四种元素组成,故选项说法正确。

B、铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO,含有杂质,属于混合物,故选项说法正确。

C、铜锈生成与空气的氧气、水和二氧化碳有关,故选项说法正确。

D、铜锈空气中受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳,将有黑色物生成,故选项说法错误。

2.

B。

A、第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触;第二支试管中的铁钉只能与水接触;第三支试管的铁钉只能与干燥的空气接触;一段时间后,第一支试管中的铁钉生锈;另外两支试管的铁钉没有生锈;可用于探究铁生锈条件,故选项说法正确。

B、甲中①②对比,可探究铁生锈是否与氧气有关,故选项说法错误。

C、铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,水中的白磷不能燃烧,薄铜片上的白磷能与氧气接触,温度能达到着火点,水中的白磷不能与氧气接触,红磷温度没有达到着火点;可得出燃烧需要与氧气接触,且温度达到着火点,故选项说法正确。

D、乙中红磷不燃烧,是因为温度没有达到红磷的着火点,故选项说法正确。

()给大桥钢铁器件喷上油漆是为了防止铁与水和氧气接触发生反应而生锈;故填:H2O、O2;

(4)A.CuCl2溶液中加入足量锰粉后,会生成铜和氯化锰,再加入铁粉,铁无法置换出锰,说明锰最活泼,铜最不活泼,可以验证;

B.FeCl2溶液中加入足量铜粉后无变化,再加入锰粉,锰置换出了铁,说明锰最活泼,铜最不活泼,可以验证;

C.稀盐酸中加入足量铁粉后,有气泡生成,生成硫酸亚铁溶液,加入铜粉无反应,加入锰粉,在锰的表面有黑色物质析出,可以得出锰最活泼,铜最不活泼,可以验证;

D.向装有Mn丝、Fe丝、Cu丝的三支试管中加入等量同浓度稀盐酸,锰丝表面产生气泡的速率最快,铁丝表面产生气泡的速率较慢,铜丝表面没有产生气泡,说明锰的活动性大于铁,铁的活动性大于铜,可以验证。

故选ABCD。

4.

(1)

(2)①铁片表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色;

②将乙实验中的硫酸铜溶液换成稀硫酸;

()实验Ⅰ中未反应的铁粉与实验Ⅱ中过量的硫酸铜溶液继续反应生成铜,②⑤。

(1)一氧化碳和四氧化三铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,化学方程式为:

(2)①铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,所以乙实验观察到的现象是:铁片表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色;

②若将上述实验之一替换掉一种药品,即可达成实验目的。由于铁排在氢的前面,铜排在氢的后面,所以可以将乙实验中的硫酸铜溶液换为稀硫酸;

()在上述两个实验结束后,该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,用文字说原因实验是:Ⅰ中未反应的铁粉与实验Ⅱ中剩余硫酸铜反应生成了铜;一段时间后过滤,向滤渣中滴加盐酸,结果没有气泡产生,说明了铁粉没有剩余。当铁与硫酸铜恰好反应时,那么,滤渣中所含金属离子是Al+、Fe2+,若铁的量不足,滤渣中所含金属离子是:Al+、Fe2+、Cu2+,故选②⑤。




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