?鐵的冶煉深度剖析

實驗名稱
鐵的冶煉
冶煉方法
（1）以 C、CO、H2作還原劑冶煉金屬
（2）在溶液中置換獲得金屬（如濕法制銅）
煉鐵原料
焦碳、石灰石、鐵礦石和空氣。


特別提醒
焦炭的作用：（1）提供還原劑CO；（2）提高爐溫.
石灰石的作用：將礦石中的二氧化硅轉變?yōu)闋t渣。
常見的鐵礦石：赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）、黃鐵礦（主要成分為FeS2）、菱鐵礦（主要成分為FeCO3）、磁鐵礦（主要成分為Fe3O4），其中比較適合煉鐵的鐵礦石為赤鐵礦和磁鐵礦，因為它們含鐵量高，且不含有污染空氣的硫元素。

煉鐵原理
利用高溫條件下，焦碳與空氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。其主要原理的化學反應方程式為：
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2


煉鐵設備
（高爐）



依次發(fā)生的三個反應：C+O2CO2
C+CO22CO
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
實驗室模擬煉鐵



實驗裝置

實驗步驟
先通入一氧化碳氣體，排盡裝置內的空氣，然后點燃酒精燈加熱，實驗結束后，先停止加熱，繼續(xù)通人一氧化碳直到試管冷卻到室溫為止。


實驗現(xiàn)象
反應原理
（1）玻璃管中的紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?br /> Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（2）試管中的澄清石灰水變渾濁：
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（3）點燃尾氣產生淡藍色火焰：
2CO+O22CO2



注意事項
（1）先通入CO氣體，排盡裝置內的空氣，防止CO與空氣混合加熱后，發(fā)生爆炸；
（2）實驗完畢后要繼續(xù)通入CO氣體，直到玻璃管冷卻，防止高溫下的鐵與空氣接觸，又重新被氧化為氧化鐵。同時，實驗過程中還可防止澄清石灰水被倒吸；
（3）尾氣中含有CO且它有毒，所以尾氣要收集或點燃，直接排放會污染空氣；
（4）若實驗中沒有酒精噴燈，也可用酒精燈代替，不過要在火焰上加一個金屬網罩，使火力更加集中，提高溫度。
裝置作用
（1） 澄清石灰水的作用是證明反應生成了二氧化碳
（2）酒精燈的作用是燃燒未反應的CO，防止污染空氣
證明產物中含有鐵粉的方法
證明一氧化碳和氧化鐵反應后生成了鐵，可向產物中滴加鹽酸，看是否有氣泡冒出，也可用磁鐵，看產物是否被吸引。



測量樣品中氧化鐵的質量分數(shù)
方法一：分別測出反應前玻璃管和礦物樣品的總質量、反應后玻璃管和剩余固體總質量，根據減少的質量為氧元素的質量即可以求出氧化鐵的質量及質量分數(shù)。
方法二：分別礦物樣品的質量、反應前廣口瓶和瓶內物質總質量、反應后廣口瓶和瓶內物質總質量；根據增加的質量是二氧化碳的質量，即可求出氧化鐵的質量及質量分數(shù)。由于生成的二氧化碳氣體不一定能夠被石灰水完全吸收，同時石灰水也可能吸收空氣中的二氧化碳，所以該實驗方案不能準確的測出礦物中氧化鐵的質量分數(shù)。







實驗拓展
1、裝置的改進

優(yōu)點：既防止了一氧化碳污染空氣，又節(jié)約了能源
2、微型化實驗
已知甲酸（HCOOH）具有揮發(fā)性，在熱的濃硫酸中分解生成一氧化碳和水。用下圖微型實驗裝置制取CO，然后用CO還原 Fe2O3，并檢驗氣體產物。


優(yōu)點：符合綠色環(huán)保的化學理念，操作簡單，節(jié)約藥品，現(xiàn)象明顯



鐵的冶煉（八）考點精練

一、單選題
1．大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，在以下四種礦石中，可用于煉鐵的是（　　）
A．赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）
B．爐甘石（主要成分是ZnCO3）
C．鋁土礦（主要成分是Al2O3）
D．赤銅礦（主要成分是Cu2O）
2．下列有關工業(yè)煉鐵的主要原料中正確的一組是（　　)。
①鐵礦石；②焦炭；③一氧化碳；①石灰石；⑤空氣。
A．①②⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④
3．實驗室用一氧化碳還原氧化鐵的實驗步驟有：①通一氧化碳；②給氧化鐵加熱；③停止加熱；④通一氧化碳至試管冷卻；⑤檢查裝置氣密性。符合題意的操作順序為（　?。?
A．⑤①②④③ B．①②③④⑤
C．①③②⑤④ D．②①④⑤③
4．下列關于工業(yè)煉鐵的敘述錯誤的是（　　）
A．煉鐵的設備是高爐
B．煉鐵得到的產品是生鐵
C．煉鐵過程中加入石灰石的目的是將礦石中二氧化硅轉化為爐渣
D．煉鐵原料中焦炭的主要作用：一是燃燒提供高溫；二是作為還原劑還原氧化鐵
5．工業(yè)上將赤鐵礦煉成鐵是一個復雜的過程，煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應有（　?。?br /> ①C+O2CO2
②Fe2O3+3H22Fe+2H2O
③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
⑤CO2+C2CO
A．②③⑤ B．①③⑤ C．①④⑤ D．②③
6．工業(yè)上冶煉鐵的反應原理為： ，下列說法正確的是（　?。?
A．該反應的基本反應類型為置換反應
B．CO體現(xiàn)出還原性
C．冶煉鐵使用的原料Fe2O3是磁鐵礦的主要成分
D．工業(yè)冶煉鐵所產生的尾氣可直接排放
7．實驗室用圖裝置模擬煉鐵并檢驗反應后的氣體。下列說法正確的是（　?。?br />
A．應先加熱Fe2O3再通入CO
B．氣體通過乙裝置后可直接排放
C．停止加熱后繼續(xù)通入CO，能防止乙中液體倒吸
D．甲中的現(xiàn)象是固體的顏色由紅棕色逐漸變?yōu)殂y白色
8．利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是（　?。?

A．反應前后Fe元素的化合價由+2價變?yōu)?價
B．充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色
C．b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2
D．可用水吸收尾氣中的CO
9．實驗室里，用如圖所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質。關于該實驗，下列說法不正確的是（　　）

A．實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應有二氧化碳生成
B．實驗結束時，玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，該產物不一定是鐵
C．反應后，玻璃管中的固體物質的質量比反應前減少了，證明一定有鐵生成
D．為了減少空氣污染，應增加尾氣處理裝置
10．圖甲是一氧化碳還原氧化鐵的裝置,圖乙是煉鐵高爐示意圖.下列敘述中正確的是(　　)

A．按圖甲進行實驗，看到紅棕色粉末變黑時立即停止通一氧化碳
B．玻璃管中固體物質能被磁鐵吸引，說明固體物質全部是鐵
C．工業(yè)煉鐵中原料焦炭的作用是提供熱量和二氧化碳。
D．煉鐵高爐的出鐵口低于出渣口，是因為生鐵的密度較大
二、綜合題
11．工業(yè)上以赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）為原料煉鐵的流程如下：

請根據流程回答下列問題：
（1）石灰石的主要成分是碳酸鈣，其中碳元素的化合價為　 　。
（2）煉鐵的固體原料需經過粉碎，其目的是　 　，焦炭的作用既是提供高溫，也是提供還原劑　 ?。ㄌ罨瘜W式）還原氧化鐵。
（3）生鐵的含碳量比鋼　 　（填“高”或“低”）。
（4）請你寫出一種保護金屬資源的具體措施：　 　。
12．如圖是工業(yè)煉鐵示意圖，回答下列問題：

（1）煉鐵廠使用的煉鐵設備叫　 　；
（2）煉鐵時的還原性氣體的化學式為　 　；
（3）煉出的生鐵含碳量一般在　 　范圍內；
（4）煉鐵時使用石灰石，目的是除去礦石中的(填化學式) 　 ??；
（5）煉鐵時，爐內的熱量是來自于　 　能轉化而來。
13．如圖是實驗室模擬工業(yè)煉鐵的裝置，請回答問題：

（1）裝置中儀器A的名稱是　 　。
（2）連接好裝置后，在加入藥品前應先進行的操作是　 　。
（3）為了避免裝置玻璃管在加熱時發(fā)生爆炸，加熱前應進行的操作是　 ?。ㄌ?或2）1.加熱2.通一氧化碳，這樣做的目的是　 　。
（4）玻璃管中觀察到的現(xiàn)象是　 　。
（5）實驗過程中，觀察到澄清石灰水變渾濁，說明有　 　生成。
（6）某同學認為此實驗存在不足，應加以改進。可以采取的方法是在尾氣處理處加酒精燈，目的是　 　，請寫出此處反應的化學方程式：　 　。
14．鐵是應用最廣泛的金屬，通過冶煉鐵礦可以得到鐵。

（1）高爐是工業(yè)煉鐵的主要設備（如圖1）。
①高爐煉鐵中，焦炭的作用是　 ?。ㄓ没瘜W方程式表示）。
②寫出高爐中以赤鐵礦為原料得到鐵的化學方程式：　 　。
（2）實驗室用氧化鐵粉末模擬煉鐵（如圖2），并探究產物成分。
①實驗中觀察到硬質玻璃管內固體全部變?yōu)楹谏?，澄清石灰水變渾濁：實驗結束時，硬質玻璃管內物質冷卻后才停止通一氧化碳的主要原因是　 ??；該裝置的一個明顯缺陷是　 　。
②查閱資料發(fā)現(xiàn)：
一氧化碳還原氧化鐵后剩余固體可能由四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵粉和未反應的氧化鐵中的一種或幾種組成；進一步查得三種鐵的氧化物的某些性質如下表：

氧化亞鐵
氧化鐵
四氧化三鐵
顏色
黑色
紅棕色
黑色
磁性
無
無
有
與硫酸銅溶液
不反應
與稀鹽酸
反應生成可溶性物質，無氣體放出
由實驗中　 　的現(xiàn)象，確認剩余固體中已無氧化鐵。
③繼續(xù)探究剩余固體的組成：
步驟
實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗結論
1
用磁鐵吸引剩余固體
a
剩余固體中沒有氧化亞鐵
2
b
c
剩余固體中只有鐵粉
15．某化學興趣小組同學探究鐵的冶煉相關問題，請按要求回答下列問題。
（一）圖1是工業(yè)煉鐵的主要裝置，圖2是實驗室模擬煉鐵的裝置，

（1）圖1設備的名稱是　 　。
（2）工業(yè)煉鐵在生產過程中需將鐵礦石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　 　。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，還能　 　。
（3）寫出以赤鐵礦為原料在高溫下制取鐵的化學方程式：　 　。
（4）（二）上圖2為實驗室模擬工業(yè)煉鐵裝置圖：已知B裝置中的液體為過量的氫氧化鈉與氫氧化鈣混合液，氫氧化鈉吸收二氧化碳能力比氫氧化鈣強。如果實驗成功，請回答下列問題：
圖中儀器的名稱為① ② 。
（5）實驗過程中的現(xiàn)象：A中　 　、B中　 　。
（6）該實驗的操作步驟：　 　。（填序號）
a．點燃A處酒精燈 b．通入CO氣體 c．停止通入CO氣體 d．熄滅酒精燈。
（7）興趣小組同學們采集了用熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進行反應時的有關數(shù)據，并得到固體質量與反應溫度的關系曲線．已知原固體質量為48.0g，如圖所示．

①根據圖象分析，寫出B點時固體成分的化學式　 　。
②若A點生成物為一成分固定的化合物，請確定其化學式是　 　。（寫出計算過程）寫出氧化鐵生成該物質的化學方程式為　 　。
（8）若某同學實驗中，發(fā)現(xiàn)過量的混合液溶液增重0.55g。則儀器①中固體減輕的質量為　 　g。
（9）實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有 （填序號字母）．
A．收集一氧化碳 B．吸收二氧化碳 C．檢驗二氧化碳
鐵的冶煉（八）考點精練解析

一、單選題
1．大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，在以下四種礦石中，可用于煉鐵的是（　?。?br /> A．赤鐵礦（主要成分是Fe2O3） B．爐甘石（主要成分是ZnCO3）
C．鋁土礦（主要成分是Al2O3） D．赤銅礦（主要成分是Cu2O）
【答案】A
【解析】A、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）中含有鐵元素，可用于煉鐵，符合題意；
B、 爐甘石（主要成分是ZnCO3）中不含有鐵元素，不可用于煉鐵，不符合題意；
C、 鋁土礦（主要成分是Al2O3） 中不含有鐵元素，不可用于煉鐵，不符合題意；
D、 赤銅礦（主要成分是Cu2O）中不含有鐵元素，不可用于煉鐵，不符合題意；
故答案為：A。
【分析】煉鐵是將鐵礦石中的鐵氧化物還原成金屬鐵，礦石中必須含有鐵元素。
2．下列有關工業(yè)煉鐵的主要原料中正確的一組是（　　)。
①鐵礦石；②焦炭；③一氧化碳；①石灰石；⑤空氣。
A．①②⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④
【答案】B
【解析】工業(yè)煉鐵的主要原料中：
鐵礦石能夠提供鐵元素，是煉鐵的主要原料；
焦炭在點燃條件下和空氣或者氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳在高溫條件下能被焦炭還原成一氧化碳，一氧化碳能夠把鐵礦石中的鐵還原出來；
石灰石在高溫條件下分解能生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣能和鐵礦石中的雜質二氧化硅反應生成硅酸鈣，從而除去二氧化硅；
空氣能夠提供氧氣；
工業(yè)煉鐵的主要原料包括鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣．
故答案為：B。
【分析】根據工業(yè)煉鐵的原理，進行分析。
3．實驗室用一氧化碳還原氧化鐵的實驗步驟有：①通一氧化碳；②給氧化鐵加熱；③停止加熱；④通一氧化碳至試管冷卻；⑤檢查裝置氣密性。符合題意的操作順序為（　?。?
A．⑤①②④③ B．①②③④⑤
C．①③②⑤④ D．②①④⑤③
【答案】A
【解析】符合題意的操作順序為：⑤檢查裝置氣密性；①通一氧化碳；②給氧化鐵加熱；④通一氧化碳至試管冷卻；③停止加熱。
故答案為：A。
【分析】根據實驗室用一氧化碳還原氧化鐵的實驗步驟，進行分析。
4．下列關于工業(yè)煉鐵的敘述錯誤的是（　?。?
A．煉鐵的設備是高爐
B．煉鐵得到的產品是生鐵
C．煉鐵過程中加入石灰石的目的是將礦石中二氧化硅轉化為爐渣
D．煉鐵原料中焦炭的主要作用：一是燃燒提供高溫；二是作為還原劑還原氧化鐵
【答案】D
【解析】A、工業(yè)煉鐵所用的設備是高爐，不符合題意；
B、工業(yè)煉鐵的主要產物為生鐵，不符合題意；
C、高爐煉鐵時，加入石灰石的作用是把礦石中的二氧化硅轉化為爐渣除去，不符合題意；
D、原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳提供還原劑，符合題意。
故答案為：D。
【分析】A、根據煉鐵設備為高爐分析；
B、根據煉鐵所得產品是生鐵分析；
C、根據煉鐵時石灰石作用是除雜質分析；
D、根據焦炭的作用是提供熱量和制取CO還原劑分析。
5．工業(yè)上將赤鐵礦煉成鐵是一個復雜的過程，煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應有（　?。?br /> ①C+O2CO2 ②Fe2O3+3H22Fe+2H2O ③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ ⑤CO2+C2CO
A．②③⑤ B．①③⑤ C．①④⑤ D．②③
【答案】B
【解析】把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下焦炭與過量的空氣生成CO2，同時放出大量熱供給煉鐵使用，二氧化碳高溫與過量焦炭反應生成CO，一氧化碳與赤鐵礦（主要成分是Fe2O3)的反應生成鐵；化學方程式為：C+O2CO2；CO2+C2CO；3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2

故選B
【分析】高爐煉鐵的主要原料是焦炭、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3)、空氣等，反應原理是焦炭與過量的空氣生成二氧化碳；二氧化碳高溫與焦炭反應生成一氧化碳；
最后一氧化碳與赤鐵礦（主要成分是Fe2O3)反應生成鐵的過程．此題是對反應類型的考查，解題的關鍵是抓住化合反應的特征進而做出判斷，此題屬基礎知識型考查題．
6．工業(yè)上冶煉鐵的反應原理為： ，下列說法正確的是（　?。?
A．該反應的基本反應類型為置換反應
B．CO體現(xiàn)出還原性
C．冶煉鐵使用的原料Fe2O3是磁鐵礦的主要成分
D．工業(yè)冶煉鐵所產生的尾氣可直接排放
【答案】B
【解析】A、置換反應是單質與化合物反應生成另外的單質和化合物的化學反應，而該反應的反應物中沒有單質，故不屬于置換反應，故不符合題意；
B、在該反應中，一氧化碳奪取了氧化鐵中的氧元素，將其還原成了單質鐵，表現(xiàn)出了還原性，故符合題意；
C、冶煉鐵使用的原料Fe2O3是赤鐵礦的主要成分，故不符合題意；
D、工業(yè)冶煉鐵所產生的尾氣含有未參加反應的一氧化碳，不可直接排放，故不符合題意。
故答案為：B。
【分析】A、根據置換反應反應物和生成物都一種單質和一種化合物分析；
B、根據CO的還原性分析；
C、根據磁鐵礦成分為四氧化三鐵分析；
D、根據CO的毒性分析。
7．實驗室用圖裝置模擬煉鐵并檢驗反應后的氣體。下列說法正確的是（　　）

A．應先加熱Fe2O3再通入CO
B．氣體通過乙裝置后可直接排放
C．停止加熱后繼續(xù)通入CO，能防止乙中液體倒吸
D．甲中的現(xiàn)象是固體的顏色由紅棕色逐漸變?yōu)殂y白色
【答案】C
【解析】A、實驗開始先通入一氧化碳，排出裝置內的空氣后，再點燃酒精噴燈加熱氧化鐵，先通入一氧化碳后加熱的原因是排盡玻璃管中的空氣，防止發(fā)生爆炸，不符合題意；
B、一氧化碳有毒，直接排放到空氣中會污染環(huán)境，氣體通過乙裝置后不能被除去，直接排放會污染空氣，不符合題意；
C、停止加熱后繼續(xù)通入CO，直至玻璃管冷卻，以防止生成的鐵被再次氧化，同時能防止乙中液體倒吸，符合題意；
D、甲中的現(xiàn)象是固體的顏色由紅棕色逐漸變?yōu)楹谏?，不符合題意。
故答案為：C。
【分析】本題考查實驗室煉鐵的原理。實驗前要先通一氧化碳排盡裝置內的空氣，以為一氧化碳是可燃性氣體，混有空氣或氧氣容易發(fā)生爆炸。實驗結束后要先停止加熱繼續(xù)通一氧化碳直到玻璃管冷卻，防止生成的鐵再次被氧化。因一氧化碳有毒必須進行尾氣處理防止污染空氣?？稍谑宜蠹右粋€酒精燈或者氣囊進行收集。
8．利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是（　　）

A．反應前后Fe元素的化合價由+2價變?yōu)?價
B．充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色
C．b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2
D．可用水吸收尾氣中的CO
【答案】C
【解析】A、氧化鐵中鐵元素化合價為+3，反應前后Fe元素的化合價由+3價變?yōu)?價，不符合題意；B、a處氧化鐵和一氧化碳在加熱條件下生成鐵和二氧化碳，可觀察到固體由紅色變?yōu)楹谏?，不符合題意；
C、二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，檢驗二氧化碳可以用澄清石灰水，符合題意；
D、一氧化碳不與水反應，且難溶于水，不能用水吸收CO，不符合題意。
故答案為：C。
【分析】A、一氧化碳還原氧化鐵，將鐵還原；
B、注意是氧化鐵被還原成單質鐵；
C、檢驗二氧化碳用澄清石灰水；
D、根據一氧化碳的水溶性及是否與水反應來分析。
9．實驗室里，用如圖所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質。關于該實驗，下列說法不正確的是（　?。?

A．實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應有二氧化碳生成
B．實驗結束時，玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，該產物不一定是鐵
C．反應后，玻璃管中的固體物質的質量比反應前減少了，證明一定有鐵生成
D．為了減少空氣污染，應增加尾氣處理裝置
【答案】C
【解析】本題考查的是一氧化碳還原氧化鐵
A、試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應有二氧化碳生成是符合題意的，故A說法不符合題意；
B、根據題意可知該反應也可能生成四氧化三鐵或氧化亞鐵，它們也是黑色的，所以玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，產物不一定是鐵，故B說法不符合題意；
C、反應后，玻璃管中的固體物質的質量比反應前減少了，只能說明氧化鐵被還原了，氧化鐵的氧被一氧化碳奪去了一部分，不能證明一定有鐵生成，故C說法符合題意；
D、尾氣中可能有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以一定要進行尾氣處理，故D說法不符合題意。
故答案為：C
【分析】根據鐵粉為黑色、二氧化碳的驗證方法及ＣＯ的實驗的尾氣處理方法分析。
10．圖甲是一氧化碳還原氧化鐵的裝置,圖乙是煉鐵高爐示意圖.下列敘述中正確的是(　　)

A．按圖甲進行實驗，看到紅棕色粉末變黑時立即停止通一氧化碳
B．玻璃管中固體物質能被磁鐵吸引，說明固體物質全部是鐵
C．工業(yè)煉鐵中原料焦炭的作用是提供熱量和二氧化碳。
D．煉鐵高爐的出鐵口低于出渣口，是因為生鐵的密度較大
【答案】D
【解析】A. 按圖甲進行實驗，看到紅棕色粉末變黑撤掉酒精噴燈，等裝置冷卻至室溫后再停止通CO，立即停止通CO，易導致鐵再次被氧化；A不符合題意
Ｂ玻璃管中固體物質能被磁鐵吸引，說明固體物質中有鐵；Ｂ不符合題意
C. 工業(yè)煉鐵中原料焦炭燃燒生成二氧化碳并放出大量的熱，二氧化碳和碳高溫下反應生成一氧化碳，焦炭的作用是提供熱量和還原劑CO；C不符合題意
D. 煉鐵高爐的出鐵口低于出渣口，是因為生鐵的密度較大。D符合題意
故答案為：D
【分析】A根據熱的鐵易被氧化解答
B根據玻璃管中的成分解答
C根據焦炭的作用分析解答
D根據被還原出的鐵高溫下是液體的，鐵的密度的大于爐渣
二、綜合題
11．工業(yè)上以赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）為原料煉鐵的流程如下：

請根據流程回答下列問題：
（1）石灰石的主要成分是碳酸鈣，其中碳元素的化合價為　 　。
（2）煉鐵的固體原料需經過粉碎，其目的是　 　，焦炭的作用既是提供高溫，也是提供還原劑　 　（填化學式）還原氧化鐵。
（3）生鐵的含碳量比鋼　 ?。ㄌ睢案摺被颉暗汀保?br /> （4）請你寫出一種保護金屬資源的具體措施：　 　。
【答案】（1）+4
（2）增大反應物間的接觸面積；CO
（3）高
（4）回收利用
【解析】（1）碳酸鈣中鈣元素的化合價為+2價，氧元素的化合價為-2價，設碳元素的化合價為x，根據化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為零，則+2+x+（-2）×3=0，x=+4，故填+4。
（2）煉鐵的固體原料需經過粉碎增大了其表面積，進而增大了反應物間的接觸面積，可以加快反應的速率，故填增大反應物間的接觸面積；
反應中焦炭能夠與空氣中的氧氣反應生成一氧化碳，一氧化碳具有還原性，能夠將氧化銅還原為鐵，一氧化碳的化學式為CO，故填CO。
（3）生鐵中的含碳量為2%~4.3%，鋼中的含碳量為0.03%~2%，所以生鐵中的含碳量高與鋼中的含碳量，故填高。
（4）回收利用廢舊金屬既能夠節(jié)約金屬資源，也能夠節(jié)約能源，故填回收利用。
【分析】（1）根據化合物中各元素的化合價代數(shù)和為零分析
（2）根據促進反應的措施進行分析
（3）根據生鐵和鋼中的含碳量進行分析
（4）根據回收金屬資源的好處分析
12．如圖是工業(yè)煉鐵示意圖，回答下列問題：

（1）煉鐵廠使用的煉鐵設備叫　 ?。?
（2）煉鐵時的還原性氣體的化學式為　 ?。?
（3）煉出的生鐵含碳量一般在　 　范圍內；
（4）煉鐵時使用石灰石，目的是除去礦石中的(填化學式) 　 ?。?
（5）煉鐵時，爐內的熱量是來自于　 　能轉化而來。
【答案】（1）高爐
（2）CO
（3）2%~4.3%
（4）SiO2
（5）化學
【解析】(1) 煉鐵廠使用的煉鐵設備叫高爐；(2)鐵礦石煉鐵是把鐵礦石、焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用爐內反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來，煉鐵時的還原性氣體的化學式為CO；(3) 煉出的生鐵含碳量一般在2%~4.3%范圍內；(4)石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉變?yōu)闋t渣，煉鐵時使用石灰石，目的是除去礦石中的SiO2；(5) )煉鐵時，爐內的熱量是來自于木炭燃燒放熱，來自于化學能轉化而來
【分析】（1）根據高爐煉鐵的設備分析
（2）根據氧化鐵和一氧化碳的還原反應分析
（3）根據生鐵中的含碳量進行分析
（4）根據一氧化碳和氧氣反應放熱分析
13．如圖是實驗室模擬工業(yè)煉鐵的裝置，請回答問題：

（1）裝置中儀器A的名稱是　 　。
（2）連接好裝置后，在加入藥品前應先進行的操作是　 　。
（3）為了避免裝置玻璃管在加熱時發(fā)生爆炸，加熱前應進行的操作是　 ?。ㄌ?或2）1.加熱2.通一氧化碳，這樣做的目的是　 　。
（4）玻璃管中觀察到的現(xiàn)象是　 　。
（5）實驗過程中，觀察到澄清石灰水變渾濁，說明有　 　生成。
（6）某同學認為此實驗存在不足，應加以改進?？梢圆扇〉姆椒ㄊ窃谖矚馓幚硖幖泳凭珶?，目的是　 　，請寫出此處反應的化學方程式：　 　。
【答案】（1）試管
（2）檢查裝置的氣密性
（3）2；排除空氣，以防止爆炸
（4）紅色粉末逐漸變成黑色
（5）二氧化碳CO2
（6）因為一氧化碳有毒，防止擴散到空中污染空氣；
【解析】（1）儀器A的名稱是試管。
（2）加入藥品前應先檢查裝置的氣密性，以免裝置漏氣導致實驗失敗，浪費藥品。
（3）應先通入一氧化碳，然后再加熱，利用一氧化碳排除空氣，以防止一氧化碳和空氣混合受熱，發(fā)生爆炸。故填：2，排除空氣，以防止爆炸。
（4）一氧化碳和氧化銅氧化鐵在高溫下反應生成二氧化碳和鐵，現(xiàn)象是紅色粉末逐漸變成黑色。
（5）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，觀察到澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成。
（6）因為一氧化碳有毒，防止擴散到空中污染空氣，所以利用一氧化碳的可燃性除去一氧化碳。該反應的化學方程式是 。
【分析】（1）根據常見儀器的名稱進行分析
（2）根據涉及到氣體的實驗，實驗前要檢查裝置的氣密性進行分析
（3）根據一氧化碳具有可燃性進行分析
（4）根據二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行分析
（5）根據一氧化碳和氧化鐵高溫生成鐵和二氧化碳進行分析
（6）根據一氧化碳和氧氣點燃生成二氧化碳進行分析
14．鐵是應用最廣泛的金屬，通過冶煉鐵礦可以得到鐵。
（1）高爐是工業(yè)煉鐵的主要設備（如圖1）。
①高爐煉鐵中，焦炭的作用是　 ?。ㄓ没瘜W方程式表示）。
②寫出高爐中以赤鐵礦為原料得到鐵的化學方程式：　 　。

（2）實驗室用氧化鐵粉末模擬煉鐵（如圖2），并探究產物成分。
①實驗中觀察到硬質玻璃管內固體全部變?yōu)楹谏吻迨宜儨啙幔簩嶒灲Y束時，硬質玻璃管內物質冷卻后才停止通一氧化碳的主要原因是　 ??；該裝置的一個明顯缺陷是　 　。
②查閱資料發(fā)現(xiàn)：
一氧化碳還原氧化鐵后剩余固體可能由四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵粉和未反應的氧化鐵中的一種或幾種組成；進一步查得三種鐵的氧化物的某些性質如下表：

氧化亞鐵
氧化鐵
四氧化三鐵
顏色
黑色
紅棕色
黑色
磁性
無
無
有
與硫酸銅溶液
不反應
與稀鹽酸
反應生成可溶性物質，無氣體放出
由實驗中　 　的現(xiàn)象，確認剩余固體中已無氧化鐵。
③繼續(xù)探究剩余固體的組成：
步驟
實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗結論
1
用磁鐵吸引剩余固體
a　 　
剩余固體中沒有氧化亞鐵
2
b　 　
c　 　
剩余固體中只有鐵粉
【答案】（1）和；
（2）防止生成的鐵在高溫條件下再次被氧化；沒有尾氣處理裝置；紅棕色粉末完全轉化為黑色；黑色固體被全部吸引；往剩余固體中加足量硝酸銅；黑色固體全部變成紅色
【解析】（1）①高爐煉鐵中，焦炭的作用是提高熱源并且將二氧化碳轉化為還原劑一氧化碳，對應的反應為碳和二氧化碳在高溫條件下生成一氧化碳。
故填：；
②高爐中以赤鐵礦為原料得到鐵的反應是氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳。
故填：
（2）①一氧化碳還原氧化鐵實驗結束時，硬質玻璃管內物質冷卻后才停止通一氧化碳的主要原因是防止生成的鐵在高溫條件下再次被氧化；該裝置因為有有毒氣體一氧化碳參與實驗，所以存在一個明顯缺陷是沒有尾氣處理裝置。
②因為氧化鐵是紅棕色的，所以實驗中紅棕色粉末完全轉化為黑色的現(xiàn)象，就可以確認剩余固體中已無氧化鐵。
③有實驗結論：剩余固體中沒有氧化亞鐵，氧化亞鐵沒有磁性，而四氧化三鐵和鐵有磁性，那么用磁鐵吸引，黑色固體被全部吸引。
根據實驗結論：剩余固體中只有鐵，驗證黑色固體只有鐵沒有氧化亞鐵和四氧化三鐵的方式是：往剩余固體中加足量硝酸銅，會看到黑色固體全部變成紅色。
故填：防止生成的鐵在高溫條件下再次被氧化；沒有尾氣處理裝置；紅棕色粉末完全轉化為黑色；黑色固體被全部吸引；往剩余固體中加足量硝酸銅；黑色固體全部變成紅色
【分析】（1）碳和二氧化碳在高溫條件下生成一氧化碳。
氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳。
（2）氧化鐵是紅棕色的，鐵為黑色。
鐵在加熱條件下與氧氣反應生成氧化鐵。
15．某化學興趣小組同學探究鐵的冶煉相關問題，請按要求回答下列問題。
（一）圖1是工業(yè)煉鐵的主要裝置，圖2是實驗室模擬煉鐵的裝置，

（1）圖1設備的名稱是　 　。
（2）工業(yè)煉鐵在生產過程中需將鐵礦石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　 　。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，還能　 　。
（3）寫出以赤鐵礦為原料在高溫下制取鐵的化學方程式：　 　。
（4）（二）上圖2為實驗室模擬工業(yè)煉鐵裝置圖：已知B裝置中的液體為過量的氫氧化鈉與氫氧化鈣混合液，氫氧化鈉吸收二氧化碳能力比氫氧化鈣強。如果實驗成功，請回答下列問題：
圖中儀器的名稱為① ② 。
（5）實驗過程中的現(xiàn)象：A中　 　、B中　 　。
（6）該實驗的操作步驟：　 　。（填序號）
a．點燃A處酒精燈 b．通入CO氣體 c．停止通入CO氣體 d．熄滅酒精燈。
（7）興趣小組同學們采集了用熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進行反應時的有關數(shù)據，并得到固體質量與反應溫度的關系曲線．已知原固體質量為48.0g，如圖所示．

①根據圖象分析，寫出B點時固體成分的化學式　 　。
②若A點生成物為一成分固定的化合物，請確定其化學式是　 　。（寫出計算過程）寫出氧化鐵生成該物質的化學方程式為　 　。
（8）若某同學實驗中，發(fā)現(xiàn)過量的混合液溶液增重0.55g。則儀器①中固體減輕的質量為　 　g。
（9）實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有 （填序號字母）．
A．收集一氧化碳 B．吸收二氧化碳 C．檢驗二氧化碳．
【答案】（1）高爐
（2）增大反應物接觸面積，使反應更充分，加快反應速度；制取一氧化碳
（3）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
（4）硬質粗玻璃管|集氣瓶
（5）A中的紅棕色固體變成黑色；B中澄清的石灰水變渾濁
（6）badc
（7）Fe；Fe3O4；CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2
（8）0.2
（9）A；B；C
【解析】根據所學知識和題中信息知，（一）（1）圖1設備的名稱是高爐。（2）工業(yè)煉鐵在生產過程中需將鐵礦石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是增大反應物接觸面積，使反應更充分，加快反應速度。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，還能制取一氧化碳。（3）寫出以赤鐵礦為原料在高溫下制取鐵的化學方程式：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。（二）上圖2為實驗室模擬工業(yè)煉鐵裝置圖：已知B裝置中的液體為過量的氫氧化鈉與氫氧化鈣混合液，氫氧化鈉吸收二氧化碳能力比氫氧化鈣強。如果實驗成功，請回答下列問題：（4）圖中儀器的名稱為①硬質粗玻璃管。②集氣瓶。（5）實驗過程中的現(xiàn)象：A中的紅棕色固體變成黑色，、B中澄清的石灰水變渾濁。（6）該實驗的操作步驟：b．通入CO氣體。a．點燃A處酒精燈。d．熄滅酒精燈。c．停止通入CO氣體。（7）興趣小組同學們采集了用熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進行反應時的有關數(shù)據，并得到固體質量與反應溫度的關系曲線．①根據圖象分析，寫出B點時固體成分的化學式是Fe。②若A點生成物為一成分固定的化合物，請確定其化學式是Fe3O4 。計算過程：48 g Fe2O3樣品中Fe的質量為：48 g×2×56／160 = 33.6g 剩余黑色固體中氧元素的質量=46.4克-33.6克=12.8克。 黑色固體中Fe、O元素的個數(shù)比為：33.6克/56 ：12.8 克/16 =3：4∴固體B的化學式為：Fe3O4。氧化鐵生成該物質的化學方程式為CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2（8）若某同學實驗中，發(fā)現(xiàn)過量的混合液溶液增重0.55g。則儀器①中固體減輕的質量為0.2g．（9）實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有A．收集一氧化碳B．吸收二氧化碳C．檢驗二氧化碳．
【分析】此題綜合性較強，根據煉鐵原理即高溫條件下用一氧化碳將鐵從其氧化物中還原出來進行分析。注意模擬該實驗時的操作要求及注意事項。根據化學反應前后元素的質量不變進行分析。

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