试题-全国-2015_九年级化学下册 9.doc

19.1常见的金属材料第2课时炼铁的原理炼铁的原理1．一氧化碳还原氧化铁的实验(1)实验装置：(如图所示)(2)实验步骤：实验开始先通入一氧化碳后加热，实验完毕先停止加热，后停止通入一氧化碳。快乐记忆：“一通、二点、三灭、四停、五处理”：“一通”先通一氧化碳，“二点”后点燃酒精灯进行加热；“三灭”实验完毕后，先熄灭酒精喷灯，“四停”等到室温时再停止通一氧化碳；“五处理”处理尾气，防止CO污染环境。(3)实验现象：红色的氧化铁粉末变为黑色，澄清的石灰水变浑浊。(4)反应的化学方程式(炼铁原理)：3CO＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。2．工业炼铁(1)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。(2)主要设备：高炉。工业炼铁与实验室“炼铁”的比较炼铁的原理是在高温条件下，用还原剂从铁的氧化物中将铁还原出来。工业炼铁与实验室“炼铁”的主要区别在于：①还原剂不同。工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气，利用焦炭和空气发生一系列化学反应，得到CO，同时放出大量的热，为反应提供高温条件，而实验室“炼铁”采用直接通入还原剂CO气体的方法。②设备不同。工业炼铁使用高炉，可实现连续投料、连续生产，而实验室“炼铁”使用硬质玻璃管，用酒精喷灯来实现“高温”条件。③产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁，实验室“炼铁”能得到较纯净的铁。【例题】某校化学小组的同学为了研究炼铁的原理，用一氧化碳与氧化铁反应，按图1进行实验。图1(1)实验开始时，打开K1，关闭K2，通入CO，其目的是________________________。然后关闭K1，打开K2，加热一段时间后，玻璃管中的现象是__________。(2)通过装置B可确定A中生成了______。C装置的作用是______________________。(3)整个装置设计中存在的一个主要问题是______________，你的改进方法是________。(4)工业上实际的炼铁设备是如图2所示的高炉，高炉中得到的生铁与图1实验中完全还原得到的产物在组成上的区别是________________________；工业炼铁实际使用的还原剂原料是焦炭，其作用主要有两点：一是______________：二是______________。图2思路点拨：该题将实验室“炼铁”与工业炼铁相融合，既考查了炼铁的原理，又让我们体会了炼铁的实际生产过程。解题时需注意两点，一是为了安全地进行实验，必须严格遵守操作规程，实验过程中“先”“后”顺序不可颠倒，二是要了解工业炼铁与实验室“炼铁”的一些区别。解析：(1)由于实验前玻璃管内留有空气，先通入CO的目的是将空气和部分CO排入气球内，这样既可防止发生爆炸，也可避免大气污染。(2)B装置中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成；C装置中的氢氧化钠溶液可吸收生成的CO2气体。(3)因尾气中含有未反应的有毒气体CO，为防止空气受到污染，可用多种方法对尾气进行处理，如用酒精灯点燃尾气，用气球收集或用排水法收集尾气，用导气管将尾气通到酒精喷灯的火焰上等等。(4)图1实验中反应物为纯净的氧化铁，完全反应得到纯净的铁粉，高炉炼铁所需要的原料为铁矿石和焦炭等，产物含有碳等杂质；焦炭通过放热反应产生CO气体，既为炼铁提供了所需热量，同时也提供了还原剂。答案：(1)排出管内原有的空气，防止发生爆炸，同时把部分排出的CO收集在气球内，防止污染大气红色粉末逐渐变黑色(2)CO2吸收生成的CO2(3)缺少尾气处理装置在出气口D处加一个燃着的酒精灯(答案合理即可)(4)高炉中得到的是含有碳等杂质的生铁，图1实验中得到纯度较高的铁粉燃烧放热，提供炼铁所需的高温条件产生还原剂CO1．化学造福人类。下列金属材料的冶炼和应用体现了人类社会不断发展、进步的是()。A．①②③④B．只有②③④C．只有①③④D．只有③④2．人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是()。A．炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁B．钢是很纯的铁C．生铁是含少量碳的铁合金D．铁在地壳中的含量居第一位3．铁制的菜刀在生产时要通过“粹火”处理来增加刀的硬度，具体操作是将红热的菜刀浸入水中急速冷却。此时发生反应如下：3Fe＋4H2O===Fe3O4＋4H2↑，该反应中属于还原剂的是()。A．FeB．H2OC．Fe3O4D．H24．在用CO还原Fe2O3的实验中，下列操作正确的是()。A．仪器装配好后就可给装有Fe2O3的玻璃管加热，然后通入CO，并点燃尾气B．先通CO一会儿，然后加热玻璃管C．实验结束时先停止通CO，再移去酒精灯D．实验结束时先停止加热，然后继续通CO至玻璃管