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一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．(2011·上海高考)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( )
A．铁 B．氮
C．氧 D．碳
解析：高炉炼铁过程中，碳与氧气反应生成二氧化碳，碳元素被氧化，二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被还原。
答案：D
2．用肯定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO制单质铜，有人设计了以下两种方案：
①FeH2Cu
②CuOCuSO4Cu
若按试验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为( )
A．一样多 B．①多
C．②多 D．无法推断
解析：铁的量肯定，转移的电子数肯定。由于氢气还原氧化铜的试验中开头需消耗氢气排净装置中的空气，试验结束后铜粉需在氢气氛围下冷却，所以能够用于还原氧化铜的氢气量较少，依据电子守恒原理可知，①制得铜较少。
答案：C
3．下列能通过置换反应生成铁的是( )
①Zn＋FeCl2(溶液) ②Na＋FeSO4(溶液) ③Fe2O3＋CO(高温) ④Fe3O4＋H2(高温) ⑤Al＋Fe2O3(引燃)
A．①③④⑤ B．①②③
C．①④⑤ D．①②③④⑤
解析：②中钠先与水反应生成NaOH，再与FeSO4发生复分解反应，并不能置换出铁；③该反应虽然生成铁，但不是置换反应，其余皆符合题意。
答案：C
4．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )
A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②
C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
解析：对(Ⅰ)～(Ⅳ)发生的化学反应分别是：
(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑
C＋2CuO2Cu＋CO2↑符合①；
(Ⅱ)：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，符合③；
(Ⅲ)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr，符合③；
(Ⅳ)：先从光卤石中提取MgCl2，再电解：
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，符合④。
答案：B
5．用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60.0 g沉淀，则该氧化物是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．CuO D．Cu2O
解析：n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.6 mol，
则氧化物中氧元素也为0.6 mol，
m(O)＝0.6 mol×16 g·mol－1＝9.6 g。
金属的质量为32 g－9.6 g＝22.4 g，假设为Fe元素，
n(Fe)∶n(O)＝∶0.6 mol＝2∶3；
假设为Cu元素，
n(Cu)∶n(O)＝∶0.6 mol＝7∶12。
答案：B
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(7分)已知Al、Cu、Hg三种金属分别用如下方法冶炼：
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，H2＋CuOCu＋H2O,2HgO2Hg＋O2↑。
(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是___________
________________________________________________________________________。
(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用CaCl2冶炼金属钙的化学方程式：
________________________________________________________________。
(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请写出据此法用MnO2冶炼金属锰的化学方程式：____________________________________________。
解析：(1)金属的冶炼方法与金属在自然界中的存在状态、金属活泼性有关。一般来说，格外活泼的金属一般接受电解法冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活泼的金属一般用热还原法冶炼(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活泼的金属一般用热分解法冶炼(如Hg、Ag等)。
(2)Ca是格外活泼的金属，工业上用电解熔融CaCl2的方法冶炼。
(3)金属铝和MnO2发生置换反应生成单质锰和氧化铝。
答案：(1)格外活泼的金属一般接受电解法冶炼，中等活泼的金属一般接受热还原法冶炼，不活泼的金属一般接受热分解法冶炼
(2)CaCl2(熔融)Ca＋Cl2↑
(3)4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn
7．(10分)铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
(1)写出磁铁矿主要成分的化学式：____________。
(2)写出磁铁矿被还原成单质铁的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)写出CaCO3所参与有关反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：磁铁矿主要成分为Fe3O4，铁元素在矿石中以化合态形式存在。高炉炼铁就是用还原剂将铁矿石中的Fe还原出来的过程。
答案：(1)Fe3O4 (2)Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
(3)C＋O2CO2，CO2＋C2CO
(4)CaCO3CaO＋CO2↑，
CaO＋SiO2CaSiO3
8．(13分)钢铁工业对促进经济和社会的进展具有重要的意义，现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示：炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入，原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题：
(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)接受炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，其目的是_____________________
________________________________________________________________________。
(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应______________________。
(4)高炉气中含有的主要气态污染物是___________________________________，
若直接排放将污染空气，因此应回收利用，请写出该污染物的一种用途___________
________________________________________________________________________。
解析：(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源供应反应所需要的能量，同时生成CO作为还原剂，还原出铁矿石中的Fe；
(2)接受炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，主要是接受逆流操作，不仅利于矿石与还原性气体充分接触，还增加了接触时间，利于反应；
(3)炼铁高炉中发生的主要反应就是还原剂的生成及生成铁的反应；
(4)高炉气的主要成分有：CO、CO2等，其主要气态污染物是有毒的CO；回收利用CO，可用作燃料或作还原剂等。
答案：(1)既供应热量，又产生还原剂CO
(2)接受逆流接触操作，使矿石与还原性气体充分接触、反应
(3)C＋O2CO2，CO2＋C2CO，
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(4)CO 作燃料(或还原剂)
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