2023年中考化学一轮复习：生铁的冶炼.pdf

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、实验探究题国 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FezCh FesO4 FeS2FeCO3CuFeS2Cu2s A12O3 跟 踪训练1 ,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瓦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：A.赤铁矿 B.孔雀石 C方解石 D.辉铜矿(FeiOj)CU2(OH);CO3(CaCO;)(Cu；S)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1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。

她依据化学式计算出CU2(OH)2c03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工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁的原理是答案】(1)B 元素种类；64x2+16x5+1x2+12x1;(2)3co+Fe2O3/2Fe+3co2；【解析】(1)根据主要成分的化学式来分析；根据质量守恒定律来分析；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)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.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：检查装置的气密性；装入药品并固定装置；向玻璃管内通入CO 气体；加热氧化铁；停止加热；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：3CO+Fe2O3驾 2Fe+3cCh(硬质玻璃管中);Ca(OH)2+CO2=CaCO31+H2O(试管中)；2co+02蟹 2co2(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)铁矿石、焦葵、石灰石翁新铲体13C0+F2蟹、/2FC+3CO,/开始生成生破形成炉渣(co2+c c o进风口 o2+C蛾/热 空 电出铁口/F-丁口(4 )炉内的主要反应产生CO:C+O2 C O2,CO2+C=2C OO在高温下用还原剂c o 把铁从铁矿石中还原出来：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2o(1)实验操作分析的目的：排出装置内的空气，以免加热时c o 与空气混合，可能会发生爆炸实验完毕后继续通入c o 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尾气处理：因为c o 有 毒，所以尾气中的c o 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，说明有铁生成口 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、推理望 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 ,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Fe2O3D.实验结束后先移去酒精喷灯，继续通C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2.实验室用下图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（）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C O,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 C3.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：赤铁矿、焦炭、石 灰 石（主要成分CaCCh）L 高炉气体（主要成分N2、c o、CCh和 S 6）空 气 一|高 炉|炉渣 主要成分硅酸钙（CaSiOs）生铁回答下列问题：（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 评殳烧”时:生成CO的反应之一为C+CO2=2 C O ,该反应属于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 反 应（填基本反应类型X用化学方程式表示利用CO炼铁的原理_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _CaCCh和 SiO2固体在高温条件下发生反应，生成C02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与空气中一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 IA.涂油、喷漆 B,镀耐腐蚀的铭层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)C+CCh誓2co,反应中由两种物质生成一种物质，属于化合反应日c o 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+Fe2O3=2Fe+3co2CaCCh和 Si02固体在高温条件下发生反应，生成C02气体和CaSiO3,反应的化学方程式为 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2T o(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、镀耐腐蚀的路层等方法防锈；用盐水清洗、久置于酸性环境会加速铁的锈蚀答案】(1)金属 S02(2)化合 3co+Fe2O3 雪 2Fe+3cCh CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2T(3)水、氧气 AB考向三、含杂质物质的计算1 .计算公式该物质的质量(1)混合物中某物质的质量分数=-xl00%=l-杂质的质量分数混合物的总质量(2)某物质的质量=混合物的总质量x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lOOOt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xFe2O3+3CO=2Fe+3CO2160 1121000tx80%97%x160 1000tx80%1 12=97%xx-577t故选C2.充分地烧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】设充分燃烧可放出二氧化碳的质量为xCaCO3=C aO+C O2T100 4420tx80%x100 20680%44=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】根据碳酸钙燃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.2061 D.112t【答案】B【解析】384吨含Fe2C)380%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x70%=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.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FezChfHzO,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。