人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 3 金属资源的利用和保护第1课时当堂检测题

初中化学·人教版·九年级下册——第八单元　金属和金属材料

课题3　金属资源的利用和保护

第1课时　铁的冶炼

测试时间:35分钟

一、选择题

1.(2021湖北襄阳枣阳期末)在自然界中能以单质形式存在的是 (　　)

A.Fe　　B.Al　　C.Na　　D.Au

2.(2021黑龙江鸡西密山期末)常见的金属矿石赤铁矿的主要成分是 (　　)

A.Fe2O3　　B.Fe3O4　　C.FeCO3　　D.Al2O3

3.(2021海南海口一模)下列关于金属的说法正确的是 (　　)

A.金属在常温下都是固体

B.“真金不怕火炼”说明金的熔点很高

C.合金的硬度一般大于各成分金属的硬度

D.大多数金属在自然界中以单质的形式存在

4.(2021四川广元利州模拟)用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含杂质4%的生铁的质量为              (　　)

A.800 t　　B.560 t　　C.583 t　　D.160 t

5.(2021广东清远清新期末)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的说法中,不正确的是              (　　)

A.冶炼原料是铁矿石、焦炭、石灰石等

B.炼铁中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂一氧化碳

C.磁铁矿的主要成分是氧化铁

D.炼铁所得生铁的含碳量是2%~4.3%

6.(2021湖南益阳中考)“中国高铁,世界第一”。高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢,工业上火法炼镍的原理之一是C+2NiO2Ni+CO2↑。下列说法正确的是              (　　)

A.含镍不锈钢的硬度小于纯铁

B.火法炼镍中无污染环境的气体产生

C.含镍不锈钢属于一种铁合金

D.火法炼镍的反应中Ni元素化合价升高了

7.(2021河南郑州中牟期末)依据实验室模拟炼铁的部分装置图,判断下列说法正确的是 (　　)

A.应先加热Fe2O3,再通入CO

B.该实验不会使人中毒

C.磁铁矿的主要成分是Fe2O3

D.图中“炼”出的铁是纯净物,工业炼出的生铁是混合物

8.(2021湖南长沙开福月考)下列关于工业炼铁的叙述不正确的是 (　　)

A.炼铁的设备是高炉

B.炼铁得到的产品是生铁

C.炼铁过程中加入石灰石的目的是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣

D.炼铁原料中焦炭的主要作用:一是燃烧提供高温,二是作还原剂

9.(2021黑龙江哈尔滨松北一模)为测定某赤铁矿石的纯度,进行如下实验:高温条件下,将75 g含碳36%的一氧化碳和二氧化碳的混合物通入100 g赤铁矿石样品中,恰好完全反应。则该铁矿石的纯度为              (　　)

A.40%　　B.60%　　C.80%　　D.75%

10.(2021安徽滁州期末)如图为CO还原Fe2O3的微型实验装置(夹持仪器已略去),甲酸在热的浓硫酸的作用下分解生成CO,用CO还原Fe2O3。(已知:HCOOHH2O+CO↑)

下列有关该实验的说法错误的是 (　　)

A.此装置内空间较小,空气易排尽,实验危险系数小

B.此实验装置的主要优点是尾气处理有效节能

C.该实验中CO既表现出还原性,又表现出可燃性

D.该实验中观察到的现象是红棕色固体变成银白色,澄清石灰水变浑浊

二、填空题

11.(2021江苏常州武进模拟)如图是实验室用于研究铁冶炼原理的装置。

(1)仪器a的名称为　　　　。 

(2)用足量稀盐酸验证玻璃管中的产物,观察到的现象是固体全部溶解,产生气泡,　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)漏斗口尾气燃烧的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)烧杯中澄清石灰水的作用有:①　　　　　　　　　　　;②防止一开始点燃不纯的尾气时,玻璃管内发生爆炸,因为导管伸入液面以下,石灰水　　　　　　　　　。 

(5)某钢铁公司用490万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁,所得到的生铁中最多含铁多少万吨?(写出计算过程)

12.(2021辽宁沈阳皇姑期末)铁在自然界中的分布很广,并且是世界上年产量最高、应用最为广泛的金属。

图1

图2

(1)工业上高炉炼铁时,炉内发生一系列的化学反应。

①高炉炼铁的主要原料是　　　　　　　　　　　　。 

②取少量高炉炼出的生铁放入小烧杯中,加入足量的稀盐酸,观察到　　　　　　　　　　　　　　　　　。反应停止后,烧杯底部出现的黑色不溶物是　　　。 

③焦炭和CO都能在高温条件下与铁矿石中的氧化铁反应生成金属铁,请你规范书写这两个反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。从元素化合价角度分析,两个反应的不同点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)在实验室里,某化学兴趣小组同学利用如图2所示装置进行模拟工业炼铁的实验探究。

①装置A玻璃管中的现象是　　　　　　　　　。 

②装置C的作用是　　　　　　　　　。 

③用CO作还原剂的优点是　　　　　　　　　。 

④实验前后测得A处质量如下表所示,则参加反应的氧化铁的质量为　　　。 

三、计算题

13.(2021四川成都郫都模拟)请你利用下图中提供的3个数据,自拟一道有关化学方程式的计算题,并写出解题过程。

答案全解全析

一、选择题

1.答案　D　自然界中,除金、银等极少数不活泼的金属以单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。

2.答案　A　赤铁矿的主要成分是氧化铁,其化学式为Fe2O3。

3.答案　C　金属在常温下不都是固体,如汞在常温下是液体;“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼;合金的硬度一般大于各成分金属的硬度;地球上的金属资源除少数不活泼的金属(如金、银等)以单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。

4.答案　C　设理论上可以炼出含杂质4%的生铁的质量为x。

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 112

1 000 t×80% (1-4%)x

=　x≈583 t。

5.答案　C　工业炼铁以铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为原料,A说法正确;原料中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂一氧化碳,B说法正确;磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,C说法错误;炼铁所得生铁的含碳量是2%~4.3%,D说法正确。

6.答案　C　合金的硬度一般大于其组分金属的硬度,含镍不锈钢的硬度大于纯铁;火法炼镍中可能会产生污染环境的一氧化碳气体;含镍不锈钢属于一种铁合金;NiO中镍元素的化合价为+2价,Ni单质中镍元素的化合价为0,故火法炼镍的反应中Ni元素的化合价降低了。

7.答案　D　一氧化碳具有可燃性,不纯时点燃或加热可能会发生爆炸,所以实验开始时,要先通一氧化碳排净玻璃管内的空气,A说法错误;该实验的尾气中含有有毒的一氧化碳,图示实验没有尾气处理装置,易造成人中毒,B说法错误;磁铁矿的主要成分是Fe3O4,C说法错误;图中“炼”出的是纯铁,是纯净物,工业炼出的“铁”中含有碳等杂质,是生铁,属于混合物,D说法正确。

8.答案　D　炼铁的设备是高炉;炼铁得到的产品是生铁;炼铁过程中加入石灰石的目的是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣;炼铁原料中焦炭的主要作用:一是燃烧提供高温,二是产生还原剂一氧化碳。

9.答案　C　75 g含碳36%的一氧化碳和二氧化碳的混合物含碳元素的质量为75 g×36%=27 g。根据碳元素质量守恒可知,最终得到二氧化碳的质量为27 g÷=99 g,则一氧化碳从氧化铁中夺取的氧元素的质量为99 g-75 g=24 g,参加反应的氧化铁的质量为24 g÷=80 g,该赤铁矿石的纯度为×100%=80%。

10.答案　D　此装置内空间较小,空气容易排尽,实验危险系数小,A说法正确。此实验装置尾气处理过程中,利用一氧化碳燃烧产生的热量对氧化铁进行加热,充分利用了能源,实现了有效节能,B说法正确。一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,体现了一氧化碳的还原性;尾气中的一氧化碳燃烧生成二氧化碳,体现了一氧化碳的可燃性,C说法正确。实验中观察到红棕色粉末逐渐变黑,澄清石灰水变浑浊,D说法错误。

二、填空题

11.答案　(1)铁架台　(2)溶液由无色变为浅绿色　(3)2CO+O22CO2　(4)①检验有二氧化碳生成　②隔绝了可燃物

(5)解:设得到的生铁中含铁的质量为x。

490万吨×60%=294万吨

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 112

294万吨 x

=　x=205.8万吨

答:得到的生铁中最多含铁205.8万吨。

解析　(1)由图示可知,仪器a的名称为铁架台。(2)一氧化碳还原氧化铁生成二氧化碳和铁,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化亚铁溶液呈浅绿色,所以用足量稀盐酸验证玻璃管中的产物时,观察到的现象是固体全部溶解,产生气泡,溶液由无色变为浅绿色。(4)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,烧杯中的澄清石灰水可以检验玻璃管中有二氧化碳生成;因为导管伸入液面以下,石灰水隔绝了可燃物,所以烧杯中的澄清石灰水还可以防止一开始点燃不纯尾气时,玻璃管内发生爆炸。(5)根据一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式,由氧化铁的质量可以计算铁的质量。

12.答案　(1)①铁矿石、焦炭、石灰石、空气　②有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色　碳　③3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　　第一个反应中,碳元素的化合价由0价升高到+4价;第二个反应中,碳元素的化合价由+2价升高到+4价　(2)①红棕色粉末慢慢变成黑色　②处理尾气中的一氧化碳,防止污染空气　③残余杂质少　④8 g

解析　(1)①高炉炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。②生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,其中铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,而碳与盐酸不反应,所以取少量高炉炼出的生铁放入小烧杯中,加入足量的稀盐酸,观察到有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色。反应停止后,烧杯底部出现的黑色不溶物是碳。③在高温条件下,碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳。第一个反应中,碳元素的化合价由0价升高到+4价,第二个反应中,碳元素的化合价由+2价升高到+4价。(2)①在高温条件下,一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,玻璃管内的实验现象为红棕色粉末慢慢变成黑色。②尾气中含有有毒的一氧化碳气体,为防止污染空气,可将其点燃处理。

④设参加反应的氧化铁的质量为x。

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　　固体质量减少量

160 112 160-112=48

x 58 g-55.6 g=2.4 g

=　解得x=8 g。

三、计算题

13.答案　自拟试题:要制得56 kg含杂质3%的生铁,至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石多少千克?

解:设至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x。

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 112

80%·x 56 kg×(1-3%)

=　x=97 kg

答:至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为97 kg。