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初中化学中考复习 考点28 生铁的冶炼-备战2022年中考化学一轮复习考点帮（解析版）
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这是一份初中化学中考复习 考点28 生铁的冶炼-备战2022年中考化学一轮复习考点帮（解析版），共25页。试卷主要包含了 一氧化碳还原氧化铁，金属的锈蚀与防护，含杂质物质的相关计算，04mL计算，04t，04吨÷96%=224吨，7t等内容，欢迎下载使用。
考点28 生铁的冶炼
命题趋势
该考点的命题主要是通过创设相关实验、问题情景或图表信息等，来考查学生对铁的冶炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物的理解或掌握情况，以及对金属元素的存在及常见的金属矿物、金属冶炼的原理、氧化还原反应、常用的还原剂、碳和碳的氧化物的化学性质、石灰石的化学性质、化学方程式的书写、质量守恒定律、含杂质物质的化学反应的计算、环境的污染、酸雨的产生等相关问题的分析、推断、表达的能力和对知识的迁移能力等；并且，经常将其与这些相关知识等关联起来，进行综合考查。铁的冶炼是历年来中考命题的热点；命题方式是根据碳和碳的氧化物的化学性质、石灰石的化学性质、氧化还原反应的原理、常用的还原剂、酸雨的产生、化学方程式的书写、质量守恒定律、含杂质物质的化学反应的计算等来分析、推断、探究、选择或解答有关铁的冶炼原理、原料、设备、涉及的反应、和产物及其有关计算等实际问题，或者是反过来考查，或者是对所给的有关铁的冶炼的某些表达进行科学地判断等等。题型有选择题、填空题、实验探究题。
考查重点
1. 一氧化碳还原氧化铁
2.金属的锈蚀与防护
3.含杂质物质的相关计算
重点考向
考向一、金属在自然界中的存在形式
1．存在形式
金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数极不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2．几种常见的金属矿石及主要成分
名称
赤铁矿
磁铁矿
黄铁矿
菱铁矿
黄铜矿
辉铜矿
铝土矿
主要成分
Fe2O3
Fe3O4
FeS2
FeCO3
CuFeS2
Cu2S
Al2O3
跟踪训练
1．（2020·深圳外国语九年级上学期期末）下列矿石冶炼时产生的物质会污染空气且能形成酸雨的是（ ）
A．赤铁矿（Fe2O3） B．黄铁矿（FeS2）
C．菱铁矿（FeCO3） D．磁铁矿（Fe3O4）
【答案】B
【解析】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．“绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应关注。从效益与环保角度最不适宜炼铁的是（ ）
A．赤铁矿（Fe2O3） B．磁铁矿（Fe3O4）
C．黄铁矿（FeS2） D．菱铁矿（FeCO3）
【答案】C
【解析】
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。
3. 科学实践活动为同学们创设了独立思考和实践的机会．请回答：
（1）晓兰参观中国地质博物馆，看到了许多矿石标本，其中的4种矿石及其主要成分如下：
①上述矿石标本的主要成分中，所含元素种类最多的是 （填字母序号）。
②她根据辉铜矿的主要成分，推测以辉铜矿为原料，可制得含铜元素或含硫元素的产品，她的依据是化学反应前后 不变。
③她依据化学式计算出Cu2(OH)2CO3的相对分子质量为222，计算式为 。
（2）参观结束时，老师进行了小结，并就金属冶炼和金属回收再利用提出了两个问题，请同学们用化学方程式作答。
①工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁的原理是 。
【答案】
（1）①B ②元素种类； 64×2+16×5+1×2+12×1；
（2）①3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
【解析】
（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．（2021·山东潍坊）《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。有关说法正确的是（ ）
A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素
B．“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为Fe2O3）能溶于水
C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了化学变化
D．“锤锻成钢”：生铁高温锻打成钢，碳元素含量升高
【答案】C
【解析】
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Fe2O3）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．（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（ ）
O2CO2COFe
A．X可以是木炭
B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放
D．Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【解析】
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。
3．(2019湘潭)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图装置进行实验。下列说正确的是（ ）
A．该实验不需要增加尾气处理装置
B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C．NaOH溶液可以检验气体产物
D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
【答案】B
【解析】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Fe2O3能与盐酸反应，所以不能用加盐酸的方法提纯，D错误。
4．（2021·江苏连云港）回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜，部分实验流程如下：
注：灼烧后得到黑色固体和残留物，残留物不溶于水和稀硫酸。
下列关于该流程的说法，错误的是（ ）
A．“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO B．滤液X中的溶质为FeSO4
C．“酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应 D．将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反应后过滤得Cu
【答案】C
【解析】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
1．一氧化碳还原氧化铁
（1）实验装置。
（2）实验步骤：①检查装置的气密性；②装入药品并固定装置；③向玻璃管内通入CO气体；④加热氧化铁；⑤停止加热；⑥停止通入CO气体。
（3）实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。
（4）化学方程式：①3CO+Fe2O32Fe+3CO2(硬质玻璃管中)；
②Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(试管中)；
③2CO+O22CO2(酒精灯处)。
（5）实验结论：红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁。
2．工业炼铁
（1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
（2）冶炼原理：在高温下，利用炉内反应产生的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。
（3）设备：高炉(如图)
（4）炉内的主要反应
①产生CO：
C+O2CO2，CO2+C2CO。
②在高温下用还原剂CO把铁从铁矿石中还原出来：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
易错警示
（1）实验操作分析。
①先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。
②实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却的目的：防止氧化铁还原成的铁粉在较高温度下被重新氧化。
③尾气处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。
（2）产物检验：可以用与盐酸反应的方法，若有气体生成，说明有铁生成。
知识拓展
1. 熟记和理解铁的冶炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物及其相关知识等。
2. 根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等，联系着生活实际，细心地进行探究、推理。
方法技巧
1、焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度；
2、石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去；
3、高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。
4、一氧化碳还原红棕色的氧化铁，得到黑色粉末--还原性铁粉，铁的形状不同颜色有差异。在用一氧化碳还原铁矿石的实验过程中，要特别注意在加热前必须将管内空气排尽，尾气要进行处理才能排放。注意观察装置中的加热仪器不同，一个是酒精灯，一个是酒精喷灯，一氧化碳还原铁矿石的反应条件是高温。
跟踪训练
1．（2020·四川内江·中考真题）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
【答案】A
【解析】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．（2020·重庆初三一模）实验室用下图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B．氧化铁发生了氧化反应
C．红棕色粉末逐渐变黑
D．实验结束时，先停止通CO，再停止加热
【答案】C
【解析】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，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。
3. （2019·深圳中考）生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿（主要成分是 Fe2O3，还含少量 SiO2 等杂质）冶炼生铁的过程如图：
回答下列问题：
（1）生铁属于________________材料（填“合成”或“金属”）。“高炉气体”中的________________（填化学式）会导致酸雨。
（2）“煅烧”时：
①生成CO的反应之一为C+CO22CO，该反应属于________________反应（填基本反应类型）。
②用化学方程式表示利用CO炼铁的原理________________________________。
③CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应，生成CO2气体和CaSiO3，该反应的化学方程式为________________________________________________。
（3）生活中铁制品锈蚀的过程，实际上是Fe与空气中______________、______________等发生化学反应的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是________________（填标号）。
A．涂油、喷漆 B．镀耐腐蚀的铬层
C．用盐水清洗 D．久置于酸性环境
【解析】（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。
（2）①C+CO22CO，反应中由两种物质生成一种物质，属于化合反应。
②CO炼铁的原理是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
③CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应，生成CO2气体和CaSiO3，反应的化学方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
（3）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。
【答案】（1）金属 SO2
（2）①化合
②3CO+Fe2O32Fe+3CO2
③CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
（3）水、氧气 AB
真题再现
1．（2021·四川广安市·中考真题）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价 B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 D．可用水吸收尾气中的CO
【答案】C
【解析】A、氧化铁中铁元素化合价为+3，反应前后Fe元素的化合价由+3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．（2021江苏苏州工业园区星湾学校一模）实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是（ ）
A．实验时，先加热，再通入一氧化碳
B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
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
D．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
【答案】A
【解析】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。
3．（2021上海市静安区教育学院附属学校一模）甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图，下列叙述中正确的是（ ）
A．甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再通CO
B．乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量
C．高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于合成材料
D．一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应
【答案】D
【解析】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．（2021·江苏徐州·中考真题）铜及其化合物在生产生活中有重要应用。某同学对铜及某些含铜物质进行探究。
[温故如新]
（1）在①CuO②Cu（OH）2③CuCl2④Cu2(OH)2CO3[也可表示为CuCO3·Cu(OH)2]这4种物质中，属于碱的有___________（填序号）：除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有___________（填序号）。
（2）考古出土的春秋末期制造的青铜剑，历经2500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___________（任写一条）。铜器表面的薄锈是铜与空气中的氧气、水、___________等物质发生反应所形成。
[提出问题]
除H2、CO能还原CuO外，是否还有其他气体能够还原CuO得到金属铜？怎样从含CuCl2、FeCl3的某工业废液中回收金属铜和FeCl2溶液？
[查阅资料]
a、通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液；加热时，氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等，可用如图所示装置验证。
b、在溶液中能发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2
[进行实验1]
（3）按图示连接装置，检查气密性后，加（通）入相关药品，后续操作均按规范要求进行，完成实验。
①将CuO粉末装入玻璃管A中的具体操作方法是___________。
②实验时，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是___________（填“纯净物”或“混合物”）。
③从环保角度看该装置的不足之处是___________
[进行实验2]
（4）取适量含CuCl2、FeCl3的某工业废液样品，向其中加入过量铁粉并充分反应后，过滤，将滤渣和足量___________（填“稀盐酸”或“稀硫酸"）充分反应，再___________（填操作名称）、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。
[拓展延伸]
（5）已知：加热时，葡萄糖溶液与氢氧化铜悬浊液能发生反应。实验室可用CuSO4溶液等物质检验葡萄糖的存在，具体实验过程为：在试管中加入2mL10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴（每滴溶液按0.04mL计算。两种溶液的密度均按1g/mL计算），混合均匀，充分反应，得混合物A．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．检验完成。则混合物A显___________（填“中性”或“碱性”）；红色沉淀B是___________[填“CuO”或“Cu2O”"或“Cu（OH）2”]。
【答案】② ③ 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
【解析】
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)2CO3[也可表示为CuCO3·Cu(OH)2]这4种物质中，属于碱的有氢氧化铜：除①CuO外，其余3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2500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]
（3）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、FeCl3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。
2NaOH+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓
80 160
X 1g/ml×2ml×10%
＝
x=0.4g>0.04mL×5×1g/ml×5%
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．（2021·湖北鄂州·）某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：
（1）装置A的作用是___________。
（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是___________。
（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。
A．足量的氢氧化钠浓溶液 B．浓硫酸 C．水
（4）写出尾气处理的一种方法：___________。
【答案】检验原气体产物中是否含有二氧化碳 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 A 将尾气点燃（或进行收集等）
【分析】
（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；
（3）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。
【解析】
（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：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）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）、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（3）、A ；（4）、将尾气点燃（或进行收集等）。
考向三、含杂质物质的计算
1．计算公式
（1）混合物中某物质的质量分数=该物质的质量混合物的总质量 ×100%=1−杂质的质量分数
（2）某物质的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数
（3）混合物的总质量=某物质的质量该物质的质量分数
2．计算步骤
（1）将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量；
（2）将纯净物的质量代入化学方程式进行计算；
（3）将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质的质量。
跟踪训练
1．用1000t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是（ ）
A．560t B．571t C．577t D．583t
【答案】c
【解析】设理论上可炼出含铁97%的生铁质量为x
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
1000t×80% 97%x
＝
x≈577t
故选C。
2．充分煅烧20t含碳酸钙80%的石灰石，可制得含杂质的生石灰的质量为（ ）
A. 8.96t B. 11.2t C. 10t D. 12.96t
【答案】D
【解析】设充分煅烧可放出二氧化碳的质量为x
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
20t×80% x
＝
x=7.04t
可制得含杂质的生石灰的质量=20t﹣7.04t=12.96t
故选D．
【分析】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．
3．现有384t含Fe2O3 80%赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为（ ）
A. 320t B. 224t C. 206 t D. 112t
【答案】B
【解析】384吨含Fe2O380%的赤铁矿石中含Fe2O3的质量=384吨×80%=307.2吨
307.2吨Fe2O3中含Fe元素质量=307.2吨×70%=215.04吨
则含铁96%的生铁的质量=215.04吨÷96%=224吨
观察选项，故选B．
【分析】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. 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)赤铁矿(主要成分为Fe2O3 )在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。
(2)计算：
① 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是____________t；
②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁___________t。
【答案】（1）Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
（2）①4200 t
②设4200t氧化铁理论上可炼出含铁98％的生铁的质量为x。
Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
160 56×2
4200t 98％x
＝
x=3000t
答：可炼出生铁3000t。
【解析】
（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）①5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，纯的氧化铁的质量是5000t×84％＝4200t；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。
【总结升华】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. 钢铁公司用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的钢坯多少吨？
【答案】解：2000t矿石中含氧化铁的质量为：
2000t×80%=1600t
设1600t氧化铁理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x
Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
160 56×2
1600t 96%x
＝
x=1166.7t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为1166.7t。
3. 现有含四氧化三铁85%的磁铁矿200t，用一氧化碳做还原剂，充分反应能炼出含杂质2%的铁多少吨？
【答案】
解：设可炼出含杂质2%的生铁的质量为x。
Fe3O4 + 4CO3Fe+4CO2
232 168
200t×85% x(1-2%)
＝
X=125.6t
答：能炼出含杂质2%的铁125.6吨。
【总结升华】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. 高温煅烧含杂质10%的石灰石（主要成分为CaCO3）100吨，可得生石灰（CaO）多少吨？
解：设可得生石灰质量为x
CaCO3 CO2↑＋CaO
100 56
100t×(1-10%) x
＝
x=50.4t
答：可得生石灰50.4吨。
5．(2019福建)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，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 Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。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)
【答案】2.5×104
【解析】
解：设需要赤铁矿的质量为m。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
80%m 1.4×104 t
＝
m＝2.5×104 t
答：需要含Fe2O3 80%赤铁矿的质量为2.5×104 t。
考向四、金属的锈蚀与防护
1．铁制品的锈蚀
（1）条件：与空气中的氧气和水同时接触。
（2）铁锈：主要成分是Fe2O3·xH2O，结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续被锈蚀。
（3）钢铁的纯度、温度、湿度和酸碱性等也是影响钢铁锈蚀的因素。
2．防止铁生锈的常用方法
（1）干：保持铁制品表面洁净和干燥。
（2）膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。
（3）镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。
（4）烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。
（5）改：改善金属的本质，制成合金，如在铁制品中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。
3．保护金属资源
保护金属资源&&&&&必要性金属资源是有限的而且不可再生废旧金属的随意丢弃造成资源浪 费和环境污染有效途径阻止金属的锈蚀回收利用废旧金属有计划、合理地开采寻找金属的代用品
知识拓展
1. 金属腐蚀注意的问题
①铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色，具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁制品表面的锈如果不及时除去，会加快生锈的速度；
②高温时或在盐水环境中，铁生锈的速度也会加快。用过的菜刀或炒完菜的铁锅上的水没擦干净，过一晚上会生锈，就是这个缘故。
2. 日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。
方法技巧
1、铜生锈需要铜与水、氧气、二氧化碳同时接触。生成碱式碳酸铜（铜绿Cu2(OH)2CO3）
2、铁生锈和铁燃烧的实质都是氧化反应，但铁燃烧时剧烈的氧化反应而铁生锈是缓慢氧化，反应产物铁锈是红色的，而四氧化三铁是黑色的。
跟踪训练
1．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后下列推断正确的是（ ）
A．b管中铁钉一样会锈蚀
B．L端液面比R端液面低
C．该实验能说明铁锈蚀与空气、水都有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
【答案】D。
【解析】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．下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是（ ）
A．部分浸没在食盐水中 B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中
【答案】A。
【解析】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。
3．世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重要问题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是（ ）
A．铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的结果
B．回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一
C．铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝的金属活动性比铁强
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
【答案】C。
【解析】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．金属铜在自然环境中会生成绿色铜锈[其主要成分为Cu2(OH)2CO3]。下列关于铜锈的说法不正确的是（ ）
A．铜锈由四种元素组成
B．铜锈不是纯净物
C．铜锈生成与O2有关
D．铜锈空气中受热分解将有红色物生成
【答案】D。
【解析】A、由Cu2(OH)2CO3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)2CO3，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．控制变量法是实验探究的重要方法，如图是两个常见实验，说法不正确的是（ ）
A．甲实验可探究铁生锈与氧气、水有关
B．甲中①②对比，可探究铁生锈是否与植物油有关
C．乙实验可探究物质的燃烧需要接触氧气、温度需要达到物质的着火点
D．乙中红磷不燃烧是因为温度没有达到红磷的着火点
【答案】B。
【解析】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。
3．连接香港、珠海和澳门的桥隧工程﹣港珠澳大桥己于2018年10月24日上午开通运行，请根据所学知识回答问题。
（1）港珠澳大桥的建成，大大缩短了两岸的车程，减少了煤、石油、 等化石的燃料使用，有利于环境保护。
（2）钢铁是大桥建设的重要材料，写出高温下一氧化碳把铁从赤铁矿石（主要成分是氧化铁）中还原出来的化学方程式 。
（3）大桥的钢铁器件届时都将喷上油漆，其目的不但是为了美观，更是为了防止铁与空气中的 （填化学式）的发生反应而锈蚀。
（4）桥梁专用钢含有锰（Mn）元素，已知锰的活动性位于镁和锌之间，为了探究桥村料中Mn、Fe、Cu三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验（每步均充分反应），其中能达到实验目的的有 （填序号）。
A．CuCl2溶液中加入足量锰粉后，再加入铁粉
B．FeCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入锰粉
C．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加入铜粉，最后加入锰粉
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
【答案】天然气；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；H2O、O2；ABCD。
【解析】（1）化石燃料包括煤、石油和天然气；故填：天然气；
（2）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，其化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）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．古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。
（1）写出用CO和磁铁矿为原料炼铁的化学方程式 。
（2））实验室中用如下实验来研究铁、铝、铜三种金属活动顺序及其在活动顺序表中相对氢的位置。
①乙实验观察到的现象是 。
②若将上述实验之一替换掉一种药品，即可达成实验目的。说明具体的改进方法： 。
（3）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：
实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合
实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合
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，原因是 （用文字说明）。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是 （填序号）。
①Al3+ ②Al3+、Fe2+ ③Al3+、Fe3+④Fe2+、Cu2+ ⑤Al3+、Fe2+、Cu2+
【答案】（1）Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；
（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；
（3）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。
【解析】（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：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；
（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；
（3）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Al3+、Fe2+，若铁的量不足，滤渣中所含金属离子是：Al3+、Fe2+、Cu2+，故选②⑤。
考点28 生铁的冶炼
命题趋势
该考点的命题主要是通过创设相关实验、问题情景或图表信息等，来考查学生对铁的冶炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物的理解或掌握情况，以及对金属元素的存在及常见的金属矿物、金属冶炼的原理、氧化还原反应、常用的还原剂、碳和碳的氧化物的化学性质、石灰石的化学性质、化学方程式的书写、质量守恒定律、含杂质物质的化学反应的计算、环境的污染、酸雨的产生等相关问题的分析、推断、表达的能力和对知识的迁移能力等；并且，经常将其与这些相关知识等关联起来，进行综合考查。铁的冶炼是历年来中考命题的热点；命题方式是根据碳和碳的氧化物的化学性质、石灰石的化学性质、氧化还原反应的原理、常用的还原剂、酸雨的产生、化学方程式的书写、质量守恒定律、含杂质物质的化学反应的计算等来分析、推断、探究、选择或解答有关铁的冶炼原理、原料、设备、涉及的反应、和产物及其有关计算等实际问题，或者是反过来考查，或者是对所给的有关铁的冶炼的某些表达进行科学地判断等等。题型有选择题、填空题、实验探究题。
考查重点
1. 一氧化碳还原氧化铁
2.金属的锈蚀与防护
3.含杂质物质的相关计算
重点考向
考向一、金属在自然界中的存在形式
1．存在形式
金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数极不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2．几种常见的金属矿石及主要成分
名称
赤铁矿
磁铁矿
黄铁矿
菱铁矿
黄铜矿
辉铜矿
铝土矿
主要成分
Fe2O3
Fe3O4
FeS2
FeCO3
CuFeS2
Cu2S
Al2O3
跟踪训练
1．（2020·深圳外国语九年级上学期期末）下列矿石冶炼时产生的物质会污染空气且能形成酸雨的是（ ）
A．赤铁矿（Fe2O3） B．黄铁矿（FeS2）
C．菱铁矿（FeCO3） D．磁铁矿（Fe3O4）
【答案】B
【解析】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．“绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应关注。从效益与环保角度最不适宜炼铁的是（ ）
A．赤铁矿（Fe2O3） B．磁铁矿（Fe3O4）
C．黄铁矿（FeS2） D．菱铁矿（FeCO3）
【答案】C
【解析】
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。
3. 科学实践活动为同学们创设了独立思考和实践的机会．请回答：
（1）晓兰参观中国地质博物馆，看到了许多矿石标本，其中的4种矿石及其主要成分如下：
①上述矿石标本的主要成分中，所含元素种类最多的是 （填字母序号）。
②她根据辉铜矿的主要成分，推测以辉铜矿为原料，可制得含铜元素或含硫元素的产品，她的依据是化学反应前后 不变。
③她依据化学式计算出Cu2(OH)2CO3的相对分子质量为222，计算式为 。
（2）参观结束时，老师进行了小结，并就金属冶炼和金属回收再利用提出了两个问题，请同学们用化学方程式作答。
①工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁的原理是 。
【答案】
（1）①B ②元素种类； 64×2+16×5+1×2+12×1；
（2）①3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
【解析】
（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．（2021·山东潍坊）《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。有关说法正确的是（ ）
A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素
B．“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为Fe2O3）能溶于水
C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了化学变化
D．“锤锻成钢”：生铁高温锻打成钢，碳元素含量升高
【答案】C
【解析】
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Fe2O3）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．（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（ ）
O2CO2COFe
A．X可以是木炭
B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放
D．Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【解析】
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。
3．(2019湘潭)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图装置进行实验。下列说正确的是（ ）
A．该实验不需要增加尾气处理装置
B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C．NaOH溶液可以检验气体产物
D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
【答案】B
【解析】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Fe2O3能与盐酸反应，所以不能用加盐酸的方法提纯，D错误。
4．（2021·江苏连云港）回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜，部分实验流程如下：
注：灼烧后得到黑色固体和残留物，残留物不溶于水和稀硫酸。
下列关于该流程的说法，错误的是（ ）
A．“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO B．滤液X中的溶质为FeSO4
C．“酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应 D．将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反应后过滤得Cu
【答案】C
【解析】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
1．一氧化碳还原氧化铁
（1）实验装置。
（2）实验步骤：①检查装置的气密性；②装入药品并固定装置；③向玻璃管内通入CO气体；④加热氧化铁；⑤停止加热；⑥停止通入CO气体。
（3）实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。
（4）化学方程式：①3CO+Fe2O32Fe+3CO2(硬质玻璃管中)；
②Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(试管中)；
③2CO+O22CO2(酒精灯处)。
（5）实验结论：红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁。
2．工业炼铁
（1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
（2）冶炼原理：在高温下，利用炉内反应产生的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。
（3）设备：高炉(如图)
（4）炉内的主要反应
①产生CO：
C+O2CO2，CO2+C2CO。
②在高温下用还原剂CO把铁从铁矿石中还原出来：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
易错警示
（1）实验操作分析。
①先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。
②实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却的目的：防止氧化铁还原成的铁粉在较高温度下被重新氧化。
③尾气处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。
（2）产物检验：可以用与盐酸反应的方法，若有气体生成，说明有铁生成。
知识拓展
1. 熟记和理解铁的冶炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物及其相关知识等。
2. 根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等，联系着生活实际，细心地进行探究、推理。
方法技巧
1、焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度；
2、石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去；
3、高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。
4、一氧化碳还原红棕色的氧化铁，得到黑色粉末--还原性铁粉，铁的形状不同颜色有差异。在用一氧化碳还原铁矿石的实验过程中，要特别注意在加热前必须将管内空气排尽，尾气要进行处理才能排放。注意观察装置中的加热仪器不同，一个是酒精灯，一个是酒精喷灯，一氧化碳还原铁矿石的反应条件是高温。
跟踪训练
1．（2020·四川内江·中考真题）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
【答案】A
【解析】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．（2020·重庆初三一模）实验室用下图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B．氧化铁发生了氧化反应
C．红棕色粉末逐渐变黑
D．实验结束时，先停止通CO，再停止加热
【答案】C
【解析】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，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。
3. （2019·深圳中考）生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿（主要成分是 Fe2O3，还含少量 SiO2 等杂质）冶炼生铁的过程如图：
回答下列问题：
（1）生铁属于________________材料（填“合成”或“金属”）。“高炉气体”中的________________（填化学式）会导致酸雨。
（2）“煅烧”时：
①生成CO的反应之一为C+CO22CO，该反应属于________________反应（填基本反应类型）。
②用化学方程式表示利用CO炼铁的原理________________________________。
③CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应，生成CO2气体和CaSiO3，该反应的化学方程式为________________________________________________。
（3）生活中铁制品锈蚀的过程，实际上是Fe与空气中______________、______________等发生化学反应的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是________________（填标号）。
A．涂油、喷漆 B．镀耐腐蚀的铬层
C．用盐水清洗 D．久置于酸性环境
【解析】（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。
（2）①C+CO22CO，反应中由两种物质生成一种物质，属于化合反应。
②CO炼铁的原理是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
③CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应，生成CO2气体和CaSiO3，反应的化学方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
（3）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。
【答案】（1）金属 SO2
（2）①化合
②3CO+Fe2O32Fe+3CO2
③CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
（3）水、氧气 AB
真题再现
1．（2021·四川广安市·中考真题）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价 B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 D．可用水吸收尾气中的CO
【答案】C
【解析】A、氧化铁中铁元素化合价为+3，反应前后Fe元素的化合价由+3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．（2021江苏苏州工业园区星湾学校一模）实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是（ ）
A．实验时，先加热，再通入一氧化碳
B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
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
D．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
【答案】A
【解析】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。
3．（2021上海市静安区教育学院附属学校一模）甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图，下列叙述中正确的是（ ）
A．甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再通CO
B．乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量
C．高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于合成材料
D．一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应
【答案】D
【解析】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．（2021·江苏徐州·中考真题）铜及其化合物在生产生活中有重要应用。某同学对铜及某些含铜物质进行探究。
[温故如新]
（1）在①CuO②Cu（OH）2③CuCl2④Cu2(OH)2CO3[也可表示为CuCO3·Cu(OH)2]这4种物质中，属于碱的有___________（填序号）：除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有___________（填序号）。
（2）考古出土的春秋末期制造的青铜剑，历经2500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___________（任写一条）。铜器表面的薄锈是铜与空气中的氧气、水、___________等物质发生反应所形成。
[提出问题]
除H2、CO能还原CuO外，是否还有其他气体能够还原CuO得到金属铜？怎样从含CuCl2、FeCl3的某工业废液中回收金属铜和FeCl2溶液？
[查阅资料]
a、通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液；加热时，氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等，可用如图所示装置验证。
b、在溶液中能发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2
[进行实验1]
（3）按图示连接装置，检查气密性后，加（通）入相关药品，后续操作均按规范要求进行，完成实验。
①将CuO粉末装入玻璃管A中的具体操作方法是___________。
②实验时，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是___________（填“纯净物”或“混合物”）。
③从环保角度看该装置的不足之处是___________
[进行实验2]
（4）取适量含CuCl2、FeCl3的某工业废液样品，向其中加入过量铁粉并充分反应后，过滤，将滤渣和足量___________（填“稀盐酸”或“稀硫酸"）充分反应，再___________（填操作名称）、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。
[拓展延伸]
（5）已知：加热时，葡萄糖溶液与氢氧化铜悬浊液能发生反应。实验室可用CuSO4溶液等物质检验葡萄糖的存在，具体实验过程为：在试管中加入2mL10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴（每滴溶液按0.04mL计算。两种溶液的密度均按1g/mL计算），混合均匀，充分反应，得混合物A．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．检验完成。则混合物A显___________（填“中性”或“碱性”）；红色沉淀B是___________[填“CuO”或“Cu2O”"或“Cu（OH）2”]。
【答案】② ③ 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
【解析】
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)2CO3[也可表示为CuCO3·Cu(OH)2]这4种物质中，属于碱的有氢氧化铜：除①CuO外，其余3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2500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]
（3）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、FeCl3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。
2NaOH+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓
80 160
X 1g/ml×2ml×10%
＝
x=0.4g>0.04mL×5×1g/ml×5%
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．（2021·湖北鄂州·）某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：
（1）装置A的作用是___________。
（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是___________。
（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。
A．足量的氢氧化钠浓溶液 B．浓硫酸 C．水
（4）写出尾气处理的一种方法：___________。
【答案】检验原气体产物中是否含有二氧化碳 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 A 将尾气点燃（或进行收集等）
【分析】
（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；
（3）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。
【解析】
（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：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）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）、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（3）、A ；（4）、将尾气点燃（或进行收集等）。
考向三、含杂质物质的计算
1．计算公式
（1）混合物中某物质的质量分数=该物质的质量混合物的总质量 ×100%=1−杂质的质量分数
（2）某物质的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数
（3）混合物的总质量=某物质的质量该物质的质量分数
2．计算步骤
（1）将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量；
（2）将纯净物的质量代入化学方程式进行计算；
（3）将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质的质量。
跟踪训练
1．用1000t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是（ ）
A．560t B．571t C．577t D．583t
【答案】c
【解析】设理论上可炼出含铁97%的生铁质量为x
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
1000t×80% 97%x
＝
x≈577t
故选C。
2．充分煅烧20t含碳酸钙80%的石灰石，可制得含杂质的生石灰的质量为（ ）
A. 8.96t B. 11.2t C. 10t D. 12.96t
【答案】D
【解析】设充分煅烧可放出二氧化碳的质量为x
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
20t×80% x
＝
x=7.04t
可制得含杂质的生石灰的质量=20t﹣7.04t=12.96t
故选D．
【分析】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．
3．现有384t含Fe2O3 80%赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为（ ）
A. 320t B. 224t C. 206 t D. 112t
【答案】B
【解析】384吨含Fe2O380%的赤铁矿石中含Fe2O3的质量=384吨×80%=307.2吨
307.2吨Fe2O3中含Fe元素质量=307.2吨×70%=215.04吨
则含铁96%的生铁的质量=215.04吨÷96%=224吨
观察选项，故选B．
【分析】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. 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)赤铁矿(主要成分为Fe2O3 )在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。
(2)计算：
① 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是____________t；
②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁___________t。
【答案】（1）Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
（2）①4200 t
②设4200t氧化铁理论上可炼出含铁98％的生铁的质量为x。
Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
160 56×2
4200t 98％x
＝
x=3000t
答：可炼出生铁3000t。
【解析】
（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）①5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，纯的氧化铁的质量是5000t×84％＝4200t；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。
【总结升华】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. 钢铁公司用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的钢坯多少吨？
【答案】解：2000t矿石中含氧化铁的质量为：
2000t×80%=1600t
设1600t氧化铁理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x
Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
160 56×2
1600t 96%x
＝
x=1166.7t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为1166.7t。
3. 现有含四氧化三铁85%的磁铁矿200t，用一氧化碳做还原剂，充分反应能炼出含杂质2%的铁多少吨？
【答案】
解：设可炼出含杂质2%的生铁的质量为x。
Fe3O4 + 4CO3Fe+4CO2
232 168
200t×85% x(1-2%)
＝
X=125.6t
答：能炼出含杂质2%的铁125.6吨。
【总结升华】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. 高温煅烧含杂质10%的石灰石（主要成分为CaCO3）100吨，可得生石灰（CaO）多少吨？
解：设可得生石灰质量为x
CaCO3 CO2↑＋CaO
100 56
100t×(1-10%) x
＝
x=50.4t
答：可得生石灰50.4吨。
5．(2019福建)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，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 Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。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)
【答案】2.5×104
【解析】
解：设需要赤铁矿的质量为m。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
80%m 1.4×104 t
＝
m＝2.5×104 t
答：需要含Fe2O3 80%赤铁矿的质量为2.5×104 t。
考向四、金属的锈蚀与防护
1．铁制品的锈蚀
（1）条件：与空气中的氧气和水同时接触。
（2）铁锈：主要成分是Fe2O3·xH2O，结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续被锈蚀。
（3）钢铁的纯度、温度、湿度和酸碱性等也是影响钢铁锈蚀的因素。
2．防止铁生锈的常用方法
（1）干：保持铁制品表面洁净和干燥。
（2）膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。
（3）镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。
（4）烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。
（5）改：改善金属的本质，制成合金，如在铁制品中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。
3．保护金属资源
保护金属资源&&&&&必要性金属资源是有限的而且不可再生废旧金属的随意丢弃造成资源浪 费和环境污染有效途径阻止金属的锈蚀回收利用废旧金属有计划、合理地开采寻找金属的代用品
知识拓展
1. 金属腐蚀注意的问题
①铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色，具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁制品表面的锈如果不及时除去，会加快生锈的速度；
②高温时或在盐水环境中，铁生锈的速度也会加快。用过的菜刀或炒完菜的铁锅上的水没擦干净，过一晚上会生锈，就是这个缘故。
2. 日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。
方法技巧
1、铜生锈需要铜与水、氧气、二氧化碳同时接触。生成碱式碳酸铜（铜绿Cu2(OH)2CO3）
2、铁生锈和铁燃烧的实质都是氧化反应，但铁燃烧时剧烈的氧化反应而铁生锈是缓慢氧化，反应产物铁锈是红色的，而四氧化三铁是黑色的。
跟踪训练
1．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后下列推断正确的是（ ）
A．b管中铁钉一样会锈蚀
B．L端液面比R端液面低
C．该实验能说明铁锈蚀与空气、水都有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
【答案】D。
【解析】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．下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是（ ）
A．部分浸没在食盐水中 B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中
【答案】A。
【解析】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。
3．世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重要问题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是（ ）
A．铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的结果
B．回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一
C．铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝的金属活动性比铁强
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
【答案】C。
【解析】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．金属铜在自然环境中会生成绿色铜锈[其主要成分为Cu2(OH)2CO3]。下列关于铜锈的说法不正确的是（ ）
A．铜锈由四种元素组成
B．铜锈不是纯净物
C．铜锈生成与O2有关
D．铜锈空气中受热分解将有红色物生成
【答案】D。
【解析】A、由Cu2(OH)2CO3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)2CO3，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．控制变量法是实验探究的重要方法，如图是两个常见实验，说法不正确的是（ ）
A．甲实验可探究铁生锈与氧气、水有关
B．甲中①②对比，可探究铁生锈是否与植物油有关
C．乙实验可探究物质的燃烧需要接触氧气、温度需要达到物质的着火点
D．乙中红磷不燃烧是因为温度没有达到红磷的着火点
【答案】B。
【解析】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。
3．连接香港、珠海和澳门的桥隧工程﹣港珠澳大桥己于2018年10月24日上午开通运行，请根据所学知识回答问题。
（1）港珠澳大桥的建成，大大缩短了两岸的车程，减少了煤、石油、 等化石的燃料使用，有利于环境保护。
（2）钢铁是大桥建设的重要材料，写出高温下一氧化碳把铁从赤铁矿石（主要成分是氧化铁）中还原出来的化学方程式 。
（3）大桥的钢铁器件届时都将喷上油漆，其目的不但是为了美观，更是为了防止铁与空气中的 （填化学式）的发生反应而锈蚀。
（4）桥梁专用钢含有锰（Mn）元素，已知锰的活动性位于镁和锌之间，为了探究桥村料中Mn、Fe、Cu三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验（每步均充分反应），其中能达到实验目的的有 （填序号）。
A．CuCl2溶液中加入足量锰粉后，再加入铁粉
B．FeCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入锰粉
C．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加入铜粉，最后加入锰粉
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
【答案】天然气；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；H2O、O2；ABCD。
【解析】（1）化石燃料包括煤、石油和天然气；故填：天然气；
（2）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，其化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）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．古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。
（1）写出用CO和磁铁矿为原料炼铁的化学方程式 。
（2））实验室中用如下实验来研究铁、铝、铜三种金属活动顺序及其在活动顺序表中相对氢的位置。
①乙实验观察到的现象是 。
②若将上述实验之一替换掉一种药品，即可达成实验目的。说明具体的改进方法： 。
（3）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：
实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合
实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合
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，原因是 （用文字说明）。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是 （填序号）。
①Al3+ ②Al3+、Fe2+ ③Al3+、Fe3+④Fe2+、Cu2+ ⑤Al3+、Fe2+、Cu2+
【答案】（1）Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；
（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；
（3）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。
【解析】（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：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；
（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；
（3）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Al3+、Fe2+，若铁的量不足，滤渣中所含金属离子是：Al3+、Fe2+、Cu2+，故选②⑤。
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