6.3金属矿物与冶炼第六章金属
一、单选题，共12小题
1．铁是年产量最高的金属，而且应用广泛，下列有关金属铁冶炼说法不正确的是（）
A．冶炼原料是铁矿石、焦炭、石灰石
B．炼铁中焦炭的作用是提供热量和还原剂
C．磁铁矿的成分是四氧化三铁
D．炼铁所得生铁含碳量是0.03%～2%
2．探究金属活动性顺序时，将锌粒放入硫酸铜溶液中，锌粒表面有紫红色物质析出，还有无色无味气体产生的“异常”现象。推测该气体可能是
A．氢气
B．二氧化硫
C．二氧化碳
D．一氧化碳
3．如图是实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置图，下列说法中，不正确的是
A．实验时，先加热氧化铁固体，再通入一氧化碳气体
B．试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成C．为了防止污染空气，该实验应增加尾气处理装置
D．反应前后，玻璃管中铁元素的质量没有发生改变
4．对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下：(1)取大小相等的三种金属片，分别放入硫酸铜溶液中，一段时间后，甲、乙表面出现红色物质，丙没有明显现象。(2)取大小相等的甲、乙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、乙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速率明显比乙的快。则下列判断正确的是
A．金属丙和稀盐酸能发生反应，生成盐和氢气
B．金属活动性顺序由强到弱是：甲＞乙＞丙
C．金属活动性顺序由强到弱是：丙＞甲＞乙
D．金属活动性顺序由强到弱是：丙＞乙＞甲
5．下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是
A．硬质玻璃管中红色固体变为银白色
B．用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3
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
6．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
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，该实验应增加尾气处理装置
7．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
8．工业上常利用铝热反应冶炼金属锰，反应原理为：，其中被还原的物质是
A．Mn
B．Al
C．MnO2
D．Al2O3
9．钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如下图装置进行实验。下列说法正确的是（）
A．Fe2O3是磁铁矿石的主要成分
B．该实验应先通入一段时间的CO并验纯后再加热
C．NaOH溶液可以检验气体产物
D．该实验不需要增加尾气处理装置
10.下列叙述、对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是
A.验证铁的活动性比铜强：2Fe
+3CuCl2
=
2FeCl3
+
3Cu
置换反应
B.工业制二氧化碳：CaCO3CaO
+
CO2
↑
分解反应
C.用铁桶盛放稀盐酸：Fe+2HCl
=
FeCl2+H2↑
置换反应
D.高炉炼铁：3CO
+
Fe2O33CO2
+
2Fe
置换反应
11.化学是一门以实验为基础的科学。下列说法正确的是
A.做硫与氧气燃烧实验时，可将集气瓶中的水换成细沙
B.检验金属活动性顺序时，可直接将久置的铝丝放入硫酸铜溶液中
C.实验室用高锰酸钾制氧气时，应先检查装置气密性，再装药品
D.实验室模拟工业炼铁时，应先加热装有氧化铁的硬质玻璃管，再通入一氧化碳气体
12.下列反应中不属于置换反应的是
A.一氧化碳和氧化铁反应得到铁
B.铁与稀硫酸反应得到氢气
C.氢气与氧化铜反应得到铜和水
D.铜与硝酸银溶液反应得到银
二、填空题，共5小题
13．炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学设计的实验装置如图：
（1）实验中玻璃管里的现象是_____，观察到试管里出现的现象是_____。
（2）该实验要先通CO后加热，目的是_____。
14．常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3•3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）．其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为________．理由为
________.15．在常温下，碳的化学性质____________．在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成_____，化学方程式是___________；当氧气不充足时，碳燃烧生成________，化学方程式是___________________；这两个反应都属于__________（填基本反应类型）．在高温下，木炭能还原氧化铁，化学方程式为______________．
16．从矿物中提炼金属，对人类文明的进步影响深远。
（1）孔雀石的主要成分中，含有_____种元素。
（2）上述矿石中，能炼出铜的是_____（填序号）。
（3）矿物的储量有限且不能再生。写出保护金属资源的一条措施_____。
（4）用化学方程式表示湿法炼铜的原理_____。
17．已知反应：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，CO在这个反应中将
Fe2O3还原为
Fe，在反应中作还原剂．
(1)请你分析上述反应，还原剂(CO)中元素化合价在化学反应前后的变化情况，归纳出化学反应中还原剂所含元素化合价变化的规律是___；
(2)请根据你得出的规律，判断反应：Fe+CuCl2=FeCl2+Cu中的还原剂是____．
18．化学兴趣小组用以下装置探究炼铁的原理。
（1）加热Fe2O3之前要先通一会儿CO，目的是____________________________。
（2）方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→（）→（）→（），如果导管连接错误，后果是__________________________________。
（3）玻璃管A中发生反应的化学方程式为_______________________，用这种方法“炼”得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是______________________________________。
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A、冶炼原料是铁矿石、焦炭（提供热量和一氧化碳）、石灰石（将矿石中的二氧化硅转化为炉渣），不符合题意；
B、炼铁中，焦炭燃烧生成二氧化碳，放出热量，提供热量，同时二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，提供还原剂，不符合题意；
C、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，不符合题意；
D、生铁的含碳量为：2%-4.3%，符合题意。
故选D。
2．A
【详解】
结合题意，该气体无色无味，故排除二氧化硫选项；同时，二氧化碳和一氧化碳也不可能，不符合质量守恒定律。反应中没有碳元素，故不可能生成含碳化合物。
3．A
【详解】
A、一氧化碳具有可燃性，实验时，先通入一氧化碳气体，排净空气，防止爆炸，错误；
B、二氧化碳能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，正确；
C、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，正确；
D、反应前后元素种类质量不变，故玻璃管中铁元素的质量没有发生改变，正确。
故选A。
4．B
【解析】在金属活动性顺序中，排在前面的金属可以把排在后面的金属置换出来，（1）放入CuSO4溶液中，一段时间后，甲、乙表面出现红色物质，丙没有现象，说明甲乙比铜活泼，丙比铜弱，故丙不能与酸反应生成盐和氢气；甲、乙两种金属片放入质量分数和体积都相同的稀盐酸中，甲产生气泡的速度明显比乙的快，说明甲比乙活泼，综上所述，可以判断出活动性顺序为：甲>
乙>丙。故选B。
5．A
【解析】
【详解】
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。
6．B
【解析】
【详解】
A、一氧化碳还原红棕色氧化铁生成黑色铁和二氧化碳，实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑，正确。
B、一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，固体由氧化铁失去氧元素被还原为铁，反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前减少，故B错。
C、二氧化碳可以使澄清石灰变浑浊，试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，正确。
D、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，正确。
故选：B。
7．D
【解析】
【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。
8．C
【解析】
【详解】
工业上常利用铝热反应冶炼金属锰，铝的金属性大于锰，铝是还原剂，被氧化，则二氧化锰是氧化剂，被还原；
故选：C。
9．B
【解析】
【详解】
A、Fe2O3是赤铁矿石的主要成分，故选项说法错误。
B、该实验应先通入一段时间的CO后再加热，原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法正确。
C、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的碳酸钠和水，反应无明显变化，不能检验气体产物，故选项说法错误。
D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，故选项说法错误。
故选：B。
10.B
【详解】
A、该化学方程式书写不正确，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，故选项错误；
B、工业制二氧化碳是高温条件下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，反应方程式正确，该反应属于“一变多”的反应，属于分解反应，故选项正确；
C、铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，是置换反应，但是不能用铁桶盛放稀盐酸，故该选项错误；
D、高炉炼铁方程式完全正确，但该反应不是置换反应，故选项错误；
故选B。
11.C
【详解】
A、硫在氧气中燃烧产生二氧化硫，集气瓶加水的目的是吸收二氧化硫，防止污染空气，细沙不能吸收二氧化硫，故不能替换；A错误；
B、铝易氧化生成一层致密的氧化膜，故应先打磨再进行实验；B错误；
C、与其他相关的实验，都应先检查装置气密性；C正确；
D、一氧化碳还原氧化铁时，应先通入一氧化碳一段时间，再进行加热，目的是排尽装置内的空气；D错误。
故选C。
12.A
【详解】
由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。
A.一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应物都是化合物，不是置换反应，选项错误；
B.铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，是置换反应，选项正确；
C.氢气与氧化铜反应得到铜和水，是置换反应，选项正确；
D.铜与硝酸银溶液反应得到银和硝酸铜，是置换反应，选项正确。
故选A。
13．红棕色粉末逐渐变黑
澄清石灰水变浑浊
排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸
【解析】
【详解】
(1)一氧化碳具有还原性，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，氧化铁颜色红棕色，铁颜色黑色，故答案为红棕色粉末逐渐变黑。
(2)
一氧化碳具有还原性，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故答案为澄清石灰水变浑浊。
(3)
一氧化碳具有可燃性，当气体不纯时有可能会发生爆炸，故答案为排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸。
14．磁铁矿、赤铁矿
含铁量较大、矿石中不含硫，冶炼中不易产生有害有SO2气体
【解析】
【详解】
分析：分析题意可得要找最适宜炼铁的两种矿石就是矿石中含铁量比较大并且在提炼过程中不会产生或产生较少有害气体．
解答：解：由计算可得磁铁矿、赤铁矿及黄铁矿中铁所占的质量分数比较高，但黄铁矿中含硫量很大，会产生SO2有毒气体，则黄铁矿不合适．
15．不活泼
二氧化碳##CO2
C+O2CO2
一氧化碳##CO
2C+O22CO
化合反应
3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
【解析】
【详解】
常温下，碳的化学性质不活泼；
在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成二氧化碳（CO2）；其反应的化学方程式为：C+O2CO2；
当氧气不充足时，碳燃烧生成一氧化碳（CO）；其反应的化学方程式为：2C+O22CO；
碳在氧气中燃烧是两种物质反应生成一种物质，故均属于化合反应；
在高温下，木炭能还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑。
16．化合价升高
铁
【解析】
【详解】
(1)还原剂(CO)中元素化合价在化学反应前是+2价，反应后是+4价，化合价升高的是还原剂，故填：化合价升高；
(2)Fe+CuCl2=FeCl2+Cu中，反应前铁的化合价是0，反应后是+2，故铁是还原剂，故填：铁．
17．排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸
d
b
e
CO排入空气中会污染空气
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
“炼”得的铁不含碳，工业上的生铁含有碳
【解析】
【详解】
(1)一氧化碳是可燃性气体，与氧气或空气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸；
(2)从a中排出的二氧化碳和一氧化碳气体应该从d进入氢氧化钠溶液中，这样既能吸收二氧化碳气体，又能收集一氧化碳气体．故填：dbe；如果导管连接错误，CO会排入空气中从而污染空气。
(3)氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；实验室炼出的铁不含有碳，工业上炼铁的过程中使用了大量的焦炭，所以炼出的铁含有碳。
点睛：一氧化碳是可燃性气体，与氧气或空气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸．用C装置可以吸收二氧化碳和收集一氧化碳．根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以生锈化学方程式．实验室炼出的铁不含有碳，工业上炼出的铁含有碳。
18．分解
+2→0
（其他合理答案均可）
通电
【解析】
【详解】
（1）①由化学方程式可知，该反应是一种物质生成了多种物质的反应，属于分解反应；②在化学方程式中，CuO中铜元素化合价为+2，单质Cu中铜元素化合价为0，即该反应前后铜元素的化合价发生的变化是由+2价变为0价；
（2）①焦炭与空气在高温条件下反应的化学方程式为；
②焦炭和二氧化碳在高温条件下反应的化学方程式为；
③赤铁矿石的主要成分是三氧化二铁，一氧化碳与三氧化二铁在高温条件下反应的化学方程式为；
（3）由化学方程式可知，该反应的条件是通电。
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