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8.2 金属的化学性质 1
一、选择题
1.工业炼铁的主要设备为( )
A.平炉 B.高炉 C.电炉 D.转炉
2.下列属于置换反应的是( )
A.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B.CH4+2O2CO2+2H2O
C.Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
D.Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
3.分析推理是学习化学常用的一种方法.下列推理正确的是( )
A.Zn置换H2是有元素化合价变化的置换反应,则所有置换反应都有元素化合价变化
B.酸碱中和反应有盐和H2O生成,则有盐和H2O生成的反应一定是酸碱中和反应
C.一定温度下的不饱和溶液还能溶解溶质,则一定温下的饱和溶液不能溶解任何物质
D.CH4充分燃烧生成的H2O和CO2,则充分燃烧生成H2O和CO2的物质只含C、H元素
4.工业冶炼金属锰的原理是3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3,该反应属于( )
A.置换反应 B.化合反应 C.分解反应 D.复分解反应
5.下列反应属于置换反应的是( )
A.CO+CuOCu+CO2 B.H2CO3═CO2↑+H2O
C.CH4+2O2CO2+2H2O D.C+H2O(气)CO+H2
6.金属是重要的资源.下列有关金属制备的说法错误的是( )
A.“湿法炼铜”的化学原理可以表示为:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
B.电解氯化镁可以制备金属镁,该反应为分解反应
C.工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁,该反应属于置换反应
D.金矿中的金是以单质形式存在,用物理方法可以制得
7.下列关于工业炼铁的叙述中错误的是( )
A.主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等
B.主要设备为电炉
C.主要原理为:3CO+Fe2O33CO2+2Fe
D.主要产物为生铁
8.下列反应属于置换反应的是( )
A.CaO+H2O=Ca(OH)2
B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
C.BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
D.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
二、填空题
9.事物都具有两面性.如:CO可作冶金工业原料,却对人体健康有害;O2可用于急救病人,维持生命活动需要,却参与钢铁的锈蚀过程.
(1)写出高炉炼铁中CO还原氧化铁的化学反应方程式: ;煤气中毒是因为CO与血液中 结合,造成人体缺氧.
(2)钢铁制品在 中易生锈;钢和生铁都是铁与 元素形成的合金,由于该元素含量的不同,使得钢和生铁的坚韧性有较大差异.
10.人类常从矿石中获取金属材料.
(1)铁是冶炼最多的金属.工业炼铁主要反应的化学方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,反应中的氧化剂是 .该反应中所涉及的物质中,属于单质的是 .常用于灭火的是 .
(2)铜是人类利用较早的金属,木炭与氧化铜反应生成二氧化碳的化学方程式是 ,反应后固体的质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)铝在现代生活中得到广泛的应用.炼铝原料水铝石的主要成分是Al(OH)3,Al(OH)3由 种元素组成,2mol Al(OH)3中含有 g氧元素.
(4)金属冶炼通常使矿石中金属元素转变为 (填“化合”或“游离”)态.
11.钢铁是使用最多的金属材料.
(1)人类向大自然提取量最大的金属是铁.写出高温下一氧化碳把铁从赤铁矿石中还原出来的化学方程式 .
(2)锰(Mn)钢属于铁合金,可用于制造钢轨.取少量锰钢碎屑加入盛有足量稀盐酸的烧杯中,浸泡以后烧杯底部剩有固体,该固体中一定含有 .已知锰的金属活动性强于锌,如果用实验比较铁和锰的金属活动性强弱,下列所给试剂组能够达到目的是 (填序号).
A.Fe、Mn、40%H2SO4溶液 B.Fe、Mn、MgSO4溶液
C.Fe、Mn、ZnSO4溶液 D.Cu、FeSO4溶液、MnSO4溶液.
12.金属材料是工农业生产和人们生活离不开的材料之一,人类每年要从自然界获取大量的金属,根据你对金属的认识,回答下列问题.
(1)炼铁厂以赤铁矿石为原料炼制生铁的原理为 (用化学方程式表示).
(2)在农业上用硫酸铜溶液和石灰乳配制农药波尔多液,不能使用铁制容器的原因是 (用化学方程式表示),该反应所属的基本反应类型为 .
(3)为了防止自行车锈蚀,人们常采用在支架时尚喷漆,链条上涂油,车圈上镀其他金属等覆盖保护膜的方法.这些方法都能防止铁锈蚀的共同原理是 .
13.掌握初中化学中物质间反应规律是继续学习化学的必备知识.在下列物质中按要求选出能相互反应的组合.(填物质编号如“①⑥”,如有多种组合,组合间用分号“;”相隔)
①CO2②KNO3溶液 ③Ag ④CuSO4溶液 ⑤稀H2SO4
⑥NaOH溶液 ⑦Fe ⑧NaCl溶液
(1)常温下能发生置换反应的组合有 .
(2)常温下能发生复分解反应的组合有 .
14.某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验,并对产物成分进行探究.
经初步分析:
无色气体A不含有单质气体,黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种.
高炉炼铁的原理为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式: .
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究.
【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后,认为无色气体A中可能有CO2,也可能有未反应的 .乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况:
假设一:只含有铁. 假设二:只含有 . 假设三:以上两种物质都含有.
【实验与探究】
(1)为验证甲组的猜想,大家按如图示进行实验(箭头表示气体流向):
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊,Ⅲ中灼热的氧化铜变红,可以确定无色气体A的成分为: ,Ⅱ中浓硫酸的作用是: .
(2)为验证乙组中假设三成立,大家用物理和化学两种方法来进行探究
实验方法
实验操作
实验现象
实验结果
物理方法
假设三成立
化学方法
取少量黑色粉末B于试管中,加入过量的稀盐酸
假设三成立
写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式: .
【交流与反思】
在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷,请指出来 .
三、解答题
15.钢铁在生产、生活中有着广泛的用途.请回答:
(1)炼铁厂常以焦炭、赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)、空气等为主要原料炼铁,请写出一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式: .
(2)每年全世界钢铁的产量很高,但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失.请你写出一种防止铁锅生锈的方法: .
16.材料的应用推动了城市发展.
(1)建造厦漳大桥用了大量的钢铁.写出用一氧化碳在高温下还原赤铁矿(主要成分氧化铁)的化学方程式: ;在钢铁表面刷漆可防止其腐蚀,原理是 .
(2)翔安海底隧道用氢氧化镁作为阻燃材料,其受热分解生成水蒸气和耐高温的氧化镁,写出该反应的化学方程式: .
(3)地铁施工中挖掘岩石的刀片用钨钢制成,据此推测钨钢具有的一条物理性质: .
17.金属材料是现代生活和工业生产应用极为普遍的一类物质.
(1)工业上用CO还原赤铁矿冶炼金属铁的化学方程式为 .
(2)欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中回收全部的金属铜,应先加入 充分反应后过滤,滤渣中含有 ,继续处理可以得到纯净的金属铜.
(3)铁生锈的条件是 ,写出防止铁生锈的一条措施: .铝的化学性质比铁活泼,但铝比铁耐腐蚀,其原因是 .
18.用赤铁矿冶炼生铁的化学原理是 (用化学方程式表示),铁制品在潮湿的空气中生锈是由于铁与空气中的水蒸气和 反应生成铁锈,配制农药“波尔多液”时不用铁桶盛装硫酸铜溶液的原因是 (用化学方程式表示),常见金属铁、锌、铝的金属活动性顺序是 .
19.海南石碌铁矿,其矿石主要成分为Fe2O3.炼铁的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,请计算:某铁矿石,其中含Fe2O3的质量为16t,理论上可以炼出铁的质量为多少?
20.用100t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少?(要求根据化学方程式进行计算,计算结果精确到1t)
21.钢铁的使用时人类文明和进步的重要标志.某钢铁公司用500吨含氧化铁(Fe2O3)64%的赤铁矿石进行炼铁,高炉炼铁的原理为3CO+Fe2O32Fe+3CO2.计算
(1)铁矿石中氧化铁的质量为 吨.
(2)这些矿石理论上能炼得铁多少吨?(写出简明的计算过程)
22.某钢铁厂用100t含氧化铁80%的赤铁矿炼铁,计算理论上可冶炼出铁的质量.
23.赤铁矿的主要成分为Fe2O3,可用于冶炼铁.我市某地出产一种赤铁矿,其中Fe2O3的质量分数为64%,试回答下列问题:
(1)Fe2O3中铁元素的质量分数为 .
(2)100吨该赤铁矿中含铁元素的质量为 吨,经过充分冶炼,最多可生产含铁96%的生铁 吨(最后一空保留两位小数).
24.炼铁的原理是利刑一氧化碳与氧化铁的反应.用1000t赤铁矿石(主要含Fe203),理论上可以炼出560t纯铁,求这种赤铁矿石中Fe203的质量分数.(提示:Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2)
25.某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭,赤铁矿石(主要含Fe2O3)、空气等,主要反应过程如下:
请回答:
(1)A的化学式 .
(2)反应②的化学方程式 .
(3)反应③的化学方程式 .
(4)向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,得到滤渣和滤液.向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生,则滤渣中一定含有 (填化学式),滤液中一定含有的溶质是 (填化学式).
(5)用含杂质的铁10g(杂质不溶于水,也不参加反应)与100g稀硫酸恰好完全反应,滤去杂质,得到滤液质量为108.1g,则含杂质的铁中铁的质量分数为 .
26.煤、石油和天然气等化石燃料是目前人类使用的最主要燃料,也是重要的化工原料.
(1)石油中主要含有 两种元素(填写元素符号);天然气的主要成分是 (填写化学式).
(2)化石燃料属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,其燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖.一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石(地壳中最常见的矿石,含量高达60%)成分的水溶液里,其中一种反应的化学方程式:
KAlSi3O8+CO2+2H2O═KHCO3+X+3SiO2↓,则X的化学式为 .
(3)工业上,煤炭燃烧前进行粉碎的目的是 .煤隔绝空气加强热得到的焦炭,是冶铁的重要原料.为了测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数,化学兴趣小组的同学设计了两种实验方案(假设该赤铁矿中的杂质既不溶于水,也不发生反应).
方案I 取8.00g赤铁矿粉,加入足量稀硫酸,完全反应后过滤,得到1.60g滤渣.则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为 .
方案Ⅱ如图所示,取8.00g赤铁矿粉与过量的焦炭粉混合后加强热,充分反应.测得氢氧化钠溶液反应前后质量增加了1.32g.如果产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收,根据所学反应3C+2Fe2O34Fe+3CO2计算,赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为 .
【实验反思】方案Ⅱ中硬质玻璃管内原有的空气对实验结果有影响,这会导致测出的氧化铁的质量分数 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
【实验分析】方案I测出的氧化铁的质量分数明显大于方案Ⅱ测出的结果,可能的原因是 (写出一种即可).
27.铁的使用非常广泛,但较容易锈蚀.
(1)工业上炼铁的主要反应原理是:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,该反应中一氧化碳(CO)会夺取氧化铁(Fe2O3)中的氧,这说明一氧化碳具有 性.
(2)根据如图所示实验现象,可以得出铁生锈的条件之一是 .
28.铜和铁是生活、生产中广泛使用的金属.
(1)工业上常用赤铁矿(主要成分为氧化铁)炼铁,反应的化学方程式为 .
(2)铜也像铁一样表面易生锈,生成的铜绿其主要成分是碱式碳酸铜〔Cu2(OH)2CO3〕,它由 种元素组成,从组成上看,铜生锈除了跟空气中的氧气、水有关外,还可能跟空气中的 有关.
(3)铜绿受热后会变成黑色粉末,从黑色粉末中回收铜可通过下列途径实现:
①操作a的名称是 ;
②铜绿受热变成黑色粉末的反应,属于基本反应类型中的 ;
③蓝色溶液中加入过量铁粉所发生反应的化学方程式为 ;
④证明B过量的方法是 .
29.用石灰石泥浆吸收工业废气中的二氧化硫,可以有效地减少二氧化硫的排放.若用12.5t含碳酸钙80%的石灰石配成泥浆,理论上碳酸钙能完全吸收二氧化硫的质量为多少?(精确到0.1t) (该反应的化学方程式为:2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2)
30.在工业制取硫酸的过程中,有发生如下反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2.现有含FeS260%的黄铁矿100t(假设杂质不参加反应),最多可生产SO2多少吨?(相对分子质量:FeS2﹣120 SO2﹣64)
8.2 金属的化学性质 1
参考答案与试题解析
一、选择题
1.工业炼铁的主要设备为( )
A.平炉 B.高炉 C.电炉 D.转炉
【考点】铁的冶炼.
【专题】金属与金属材料.
【分析】冶炼金属的设备有很多种,要根据具体情况选择设备.
【解答】解:炼铁的主要设备是高炉.
故选:B.
【点评】本题比较简单,只要熟记教材内容即可顺利解答.
2.下列属于置换反应的是( )
A.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B.CH4+2O2CO2+2H2O
C.Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
D.Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
【考点】置换反应及其应用.
【专题】化学反应的基本类型和能量变化.
【分析】置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,据此进行分析判断.
【解答】解:A、3CO+Fe2O32Fe+3CO2,该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应,故选项错误.
B、CH4+2O2CO2+2H2O,该反应的生成物均为化合物,不属于置换反应,故选项错误.
C、Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应,故选项正确.
D、Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应,故选项错误.
故选:C.
【点评】本题难度不大,掌握置换反应的特征(反应物和生成物均是两种,其中一种是单质和另一种是化合物)是正确解答本题的关键.
3.分析推理是学习化学常用的一种方法.下列推理正确的是( )
A.Zn置换H2是有元素化合价变化的置换反应,则所有置换反应都有元素化合价变化
B.酸碱中和反应有盐和H2O生成,则有盐和H2O生成的反应一定是酸碱中和反应
C.一定温度下的不饱和溶液还能溶解溶质,则一定温下的饱和溶液不能溶解任何物质
D.CH4充分燃烧生成的H2O和CO2,则充分燃烧生成H2O和CO2的物质只含C、H元素
【考点】置换反应及其应用;饱和溶液和不饱和溶液;中和反应及其应用;质量守恒定律及其应用.
【专题】化学用语和质量守恒定律;化学反应的基本类型和能量变化;溶液、浊液与溶解度;常见的酸 酸的通性.
【分析】A.根据置换反应的特点来分析;
B.根据中和反应的概念来分析;
C.根据饱和溶液的概念来分析;
D.根据质量守恒定律来分析.
【解答】解:A.Zn置换H2是置换反应,锌元素和氢元素的化合价在反应前后都发生了变化,置换反应中元素的化合价一定发生改变,故正确;
B.中和反应的生成物一定是盐和水,但是生成盐和水的反应不一定是中和反应,如二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,生成物是盐和水,但是不属于中和反应,故错误;
C.在一定温度下,一定量的溶剂中还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液,不能继续溶解这中溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液,但是此溶液还能继续溶解其他溶质,故错误;
D.根据质量守恒定律可知,甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,但是燃烧生成二氧化碳和水的物质中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,故错误.
故选A.
【点评】本题考查的知识点较多,解题关键是抓住定义和物质的性质,对于错误的推理要通过反例推翻.
4.工业冶炼金属锰的原理是3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3,该反应属于( )
A.置换反应 B.化合反应 C.分解反应 D.复分解反应
【考点】置换反应及其应用.
【专题】化学反应的基本类型和能量变化.
【分析】化合反应,两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应,其特点可总结为“多变一”;分解反应,一种物质反应后生成两种或两种以上的物质,其特点可总结为“一变多”.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应;复分解反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应.
【解答】解:由方程式:3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3可知是一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应.
故选:A.
【点评】抓住四种反应的特点,根据反应前后物质种类数“多变一”还是“一变多”对所发生的反应进行类型判断.
5.下列反应属于置换反应的是( )
A.CO+CuOCu+CO2 B.H2CO3═CO2↑+H2O
C.CH4+2O2CO2+2H2O D.C+H2O(气)CO+H2
【考点】置换反应及其应用.
【专题】化学反应的基本类型和能量变化.
【分析】置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,据此进行分析判断即可.
【解答】解:A、CO+CuOCu+CO2,该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应,故选项错误.
B、H2CO3═CO2↑+H2O,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,故选项错误.
C、CH4+2O2CO2+2H2O,该反应的生成物均为化合物,不属于置换反应,故选项错误.
D、C+H2O(气)CO+H2,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应,故选项正确.
故选:D.
【点评】本题难度不大,掌握置换反应的特征(反应物和生成物均是两种,其中一种是单质和另一种是化合物)是正确解答本题的关键.
6.金属是重要的资源.下列有关金属制备的说法错误的是( )
A.“湿法炼铜”的化学原理可以表示为:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
B.电解氯化镁可以制备金属镁,该反应为分解反应
C.工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁,该反应属于置换反应
D.金矿中的金是以单质形式存在,用物理方法可以制得
【考点】常见金属的冶炼方法;金属元素的存在及常见的金属矿物;铁的冶炼;反应类型的判定.
【专题】金属与金属材料.
【分析】A、古代湿法炼铜是铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁溶液和铜,据此进行分析判断.
B、电解氯化镁可以制备金属镁,同时生成氯气,据此进行分析判断.
C、工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁,同时生成二氧化碳,据此进行分析判断.
D、金矿中的金能以单质形式存在,据此可采用物理方法进行分离.
【解答】解:A、古代湿法炼铜是铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁溶液和铜,反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,故选项说法正确.
B、电解氯化镁可以制备金属镁,同时生成氯气,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,故选项说法正确.
C、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应;工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁,该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应,故选项说法错误.
D、金矿中的金能以单质形式存在,用物理方法进行分离,故选项说法正确.
故选:C.
【点评】本题难度不大,掌握湿法炼铜的原理、分解反应与置换反应的特征等是正确解答本题的关键.
7.下列关于工业炼铁的叙述中错误的是( )
A.主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等
B.主要设备为电炉
C.主要原理为:3CO+Fe2O33CO2+2Fe
D.主要产物为生铁
【考点】铁的冶炼.
【专题】金属与金属材料.
【分析】A.根据工业炼铁的原料来分析;
B.根据工业炼铁的设备来分析;
C.根据工业炼铁的原理来分析;
D.根据工业炼铁的产物来分析.
【解答】解:A.工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石等,故正确;
B.高炉炼铁的设备是高炉不是电炉,故错误;
C.工业炼铁就是在高温的条件下,用一氧化碳来还原氧化铁,生成铁和二氧化碳,故正确;
D.工业炼的铁中含有杂质,属于生铁,故正确.
故选B.
【点评】掌握工业炼铁的原料、原理、产物是解题的关键.
8.下列反应属于置换反应的是( )
A.CaO+H2O=Ca(OH)2
B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
C.BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
D.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【考点】置换反应及其应用.
【专题】化学反应的基本类型和能量变化.
【分析】置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,据此进行分析判断.
【解答】解:A、CaO+H2O=Ca(OH)2,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应,故选项错误.
B、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应,故选项正确.
C、BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应,故选项错误.
D、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,故选项错误.
故选:B.
【点评】本题难度不大,掌握置换反应的特征(反应物和生成物均是两种,其中一种是单质和另一种是化合物)是正确解答本题的关键.
二、填空题
9.事物都具有两面性.如:CO可作冶金工业原料,却对人体健康有害;O2可用于急救病人,维持生命活动需要,却参与钢铁的锈蚀过程.
(1)写出高炉炼铁中CO还原氧化铁的化学反应方程式: Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ;煤气中毒是因为CO与血液中 血红蛋白 结合,造成人体缺氧.
(2)钢铁制品在 潮湿的空气 中易生锈;钢和生铁都是铁与 碳 元素形成的合金,由于该元素含量的不同,使得钢和生铁的坚韧性有较大差异.
【考点】铁的冶炼;一氧化碳的毒性;生铁和钢;金属锈蚀的条件及其防护;书写化学方程式.
【专题】金属与金属材料.
【分析】(1)工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁,主要是利用CO的还原性,在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,写出反应的化学方程式即可;根据一氧化碳中毒的机理进行分析解答.
(2)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果.
【解答】解:(1)工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁,主要是利用CO的还原性,在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2.
一氧化碳能与人体血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白不能很好地与氧气结合,从而使人体缺氧而造成“煤气中毒”.
(2)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果,则钢铁制品在潮湿的空气中易生锈;
生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,而钢则是含碳量为0.03%~2%的铁合金,钢和生铁都是铁与碳元素形成的合金,生铁和钢的主要区别是含碳量不同.
故答案为:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;血红蛋白;(2)潮湿的空气;碳.
【点评】本题难度不大,掌握工业上炼铁的反应原理、一氧化碳的毒性、铁锈蚀的条件、生铁和钢的区别等是正确解答本题的关键.
10.人类常从矿石中获取金属材料.
(1)铁是冶炼最多的金属.工业炼铁主要反应的化学方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,反应中的氧化剂是 氧化铁或Fe2O3 .该反应中所涉及的物质中,属于单质的是 铁或Fe .常用于灭火的是 二氧化碳或CO2 .
(2)铜是人类利用较早的金属,木炭与氧化铜反应生成二氧化碳的化学方程式是 2CuO+C 2Cu+CO2↑ ,反应后固体的质量 减小 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)铝在现代生活中得到广泛的应用.炼铝原料水铝石的主要成分是Al(OH)3,Al(OH)3由 3或三 种元素组成,2mol Al(OH)3中含有 96 g氧元素.
(4)金属冶炼通常使矿石中金属元素转变为 游离 (填“化合”或“游离”)态.
【考点】铁的冶炼;二氧化碳的用途;单质和化合物的判别;碳的化学性质;化学式的书写及意义.
【专题】金属与金属材料.
【分析】(1)根据元素化合价的变化判断氧化剂和还原剂,一种元素组成的纯净物是单质,二氧化碳不能燃烧、且不支持燃烧、密度比空气大,可用于灭火;
(2)据木炭还原氧化铜的反应原理书写方程式,反应生成二氧化碳,所以固体的质量减小;
(3)根据Al(OH)3的化学式分析其元素组成种类,并据物质的量和质量之间的关系进行计算;
(4)金属冶炼使矿石中金属元素转变为纯金属单质,金属为游离态.
【解答】解:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,反应中Fe元素的化合价降低,则Fe2O3被还原,为氧化剂;铁只有一种元素组成,是单质;二氧化碳不能燃烧、且不支持燃烧、密度比空气大,可用于灭火;
(2)木炭在高温条件下和氧化铜反应原理生成铜和二氧化碳,方程式是2CuO+C 2Cu+CO2↑,反应生成二氧化碳,所以固体的质量减小;
(3)由Al(OH)3的化学式可知该物质由3种元素组成,由其化学式可知2mol Al(OH)3中含有氧元素6mol,则含有的氧元素的质量是6mol×16g/mol=96g;
(4)金属冶炼使矿石中金属元素转变为金属单质,金属元素为游离态;
故答案为:(1)氧化铁或Fe2O3;铁或Fe;二氧化碳或CO2;
(2)2CuO+C 2Cu+CO2↑;减小;
(3)3或三;96;
(4)游离.
【点评】能据元素化合价的升降判断氧化剂和还原剂,并掌握物质的性质,了解物质的组成等知识,考查 了学生掌握和应用知识的能力.
11.钢铁是使用最多的金属材料.
(1)人类向大自然提取量最大的金属是铁.写出高温下一氧化碳把铁从赤铁矿石中还原出来的化学方程式 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 .
(2)锰(Mn)钢属于铁合金,可用于制造钢轨.取少量锰钢碎屑加入盛有足量稀盐酸的烧杯中,浸泡以后烧杯底部剩有固体,该固体中一定含有 C(或碳) .已知锰的金属活动性强于锌,如果用实验比较铁和锰的金属活动性强弱,下列所给试剂组能够达到目的是 AC (填序号).
A.Fe、Mn、40%H2SO4溶液 B.Fe、Mn、MgSO4溶液
C.Fe、Mn、ZnSO4溶液 D.Cu、FeSO4溶液、MnSO4溶液.
【考点】铁的冶炼;金属的化学性质;书写化学方程式.
【专题】金属与金属材料.
【分析】(1)赤铁矿的主要成分是氧化铁,在高温的条件下能被一氧化碳还原;
(2)根据铁合金中含有少量的碳以及验证金属活动性的方法来分析解答.
【解答】解:(1)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;
(2)根据题干信息,锰的活动性大于锌,因为已知锌的活动性大于铁,那么取质量相同、颗粒大小相同的Fe、Mn加入足量的40%H2SO4溶液中,放出气体速率快的为锰,也可选择C来验证铁和锰的活动性:铁不能置换出硫酸锌中的锌,说明铁不如锌活泼,锰能置换出硫酸锌中的锌,说明锰比铁活泼,BD选项中不会有明显现象发生,故选AC.
故答案为:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;(2)C(或碳);C.
【点评】本题难度不是很大,主要考查铁的冶炼以及对金属活动性顺序的应用,从而培养学生对知识的灵活运用.
12.金属材料是工农业生产和人们生活离不开的材料之一,人类每年要从自然界获取大量的金属,根据你对金属的认识,回答下列问题.
(1)炼铁厂以赤铁矿石为原料炼制生铁的原理为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (用化学方程式表示).
(2)在农业上用硫酸铜溶液和石灰乳配制农药波尔多液,不能使用铁制容器的原因是 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 (用化学方程式表示),该反应所属的基本反应类型为 置换反应 .
(3)为了防止自行车锈蚀,人们常采用在支架时尚喷漆,链条上涂油,车圈上镀其他金属等覆盖保护膜的方法.这些方法都能防止铁锈蚀的共同原理是 与水和氧气隔绝 .
【考点】铁的冶炼;金属的化学性质;金属锈蚀的条件及其防护;反应类型的判定;书写化学方程式.
【专题】金属与金属材料.
【分析】(1)赤铁矿的主要成分是氧化铁,氧化铁在高温条件下能和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳;
(2)铁能和硫酸铜发生置换反应;
(3)铁与氧气和水充分接触时容易生锈,水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件.
【解答】解:(1)氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 .
故填:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 .
(2)不能使用铁制容器的原因是因为铁能和硫酸铜发生置换反应,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4.
故填:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;置换反应.
(3)由铁生锈的条件可知,使铁制品与水和氧气隔绝,可以防止生锈.
故填:与水和氧气隔绝.
【点评】本题主要考查化学方程式的书写,书写化学方程式时要注意四步,一是反应物和生成物的化学式要正确,二是遵循质量守恒定律,三是写上必要的条件,四是看是否有“↑”或“↓”.
13.掌握初中化学中物质间反应规律是继续学习化学的必备知识.在下列物质中按要求选出能相互反应的组合.(填物质编号如“①⑥”,如有多种组合,组合间用分号“;”相隔)
①CO2②KNO3溶液 ③Ag ④CuSO4溶液 ⑤稀H2SO4
⑥NaOH溶液 ⑦Fe ⑧NaCl溶液
(1)常温下能发生置换反应的组合有 ⑤⑦;④⑦ .
(2)常温下能发生复分解反应的组合有 ④⑥;⑤⑥ .
【考点】置换反应及其应用;复分解反应及其发生的条件.
【专题】化学反应的基本类型和能量变化.
【分析】依据置换反应和复分解反应的特点并结合物质间的相关反应分析解答;
【解答】解:(1)置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和化合物的反应,由提供的物质可知⑤⑦;④⑦两组合中的物质反应符合置换反应的特点;
(2)复分解反应是两种化合物相互交换成分生成两种化合物的反应,观察提供的物质结合复分解反应的特点可知④⑥;⑤⑥两组合反应符合复分解反应的特点;
故答案为:(1)⑤⑦;④⑦;(2)④⑥;⑤⑥.
【点评】此题是对化学反应类型的特点的考查,解题的关键是对两种反应类型特点的把握和理解;
14.某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验,并对产物成分进行探究.
经初步分析:
无色气体A不含有单质气体,黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种.
高炉炼铁的原理为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式: C+O2CO2、CO2+C2CO .
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究.
【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后,认为无色气体A中可能有CO2,也可能有未反应的 一氧化碳 .乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况:
假设一:只含有铁. 假设二:只含有 碳 . 假设三:以上两种物质都含有.
【实验与探究】
(1)为验证甲组的猜想,大家按如图示进行实验(箭头表示气体流向):
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊,Ⅲ中灼热的氧化铜变红,可以确定无色气体A的成分为: 二氧化碳和一氧化碳 ,Ⅱ中浓硫酸的作用是: 干燥气体 .
(2)为验证乙组中假设三成立,大家用物理和化学两种方法来进行探究
实验方法
实验操作
实验现象
实验结果
物理方法
假设三成立
化学方法
取少量黑色粉末B于试管中,加入过量的稀盐酸
假设三成立
写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式: Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ .
【交流与反思】
在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷,请指出来 没有进行尾气处理 .
【考点】铁的冶炼;常见气体的检验与除杂方法;酸的化学性质;碳的化学性质;书写化学方程式.
【专题】压轴实验题;金属与金属材料.
【分析】初步分析:
碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳,二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳;
【猜想与假设】
尾气中可能含有一氧化碳,或二氧化碳,或一氧化碳和二氧化碳;
黑色固体中可能含有铁,或碳,或铁和碳;
【实验与探究】
磁铁能够吸引铁,稀盐酸能和铁反应生成氯化亚铁和氢气;
【交流与反思】
一氧化碳有毒,扩散到空气中会污染环境.
【解答】解:一氧化碳产生的过程为:碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳,二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳,反应的化学方程式分别为:
C+O2CO2、CO2+C2CO.
故填:C+O
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