中考增分实验金属的冶炼

金属的冶炼

1．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

2．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CuOB．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

3.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。下列说法正确的是（ 　　）

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验纯的CO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

4．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。下列说法正确的是（）

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

5．某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。

（查阅资料）CO能溶于铜液（醋酸二氨合铜（Ⅰ）和氨水的混合液）

（1）按上图连接装置A-E，在装入试剂前，先______。

（2）写出装置B中反应的化学方程式______。

（3）通入CO2一段时间后，先点燃______处酒精喷灯（填“A”或“D”）。

（4）装置C中玻璃管的作用：______。

（5）反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象：______；______。写出装置D中反应的化学方程式______。

（6）某同学认为该裝置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是______。装置E．F的接口连接顺序：a连接______（填“b”或“c”）。

6．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”]。

7．神州十一号与天空二号的成功对接增强了国人的民族自信，推动了相关领域的研究。

（1）合金材料的研发

①合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。图1能表示锡铅合金的是　　（填序号“a”“b”或“c”）。生铁和钢是常见的铁合金，而钢的性能比生铁优越，其主要原因是　　。工程建设中常用到的钢材中会添加镍、铬等元素，其目的是　　。

②镁合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。Mg17Al12是一种特殊的镁合金。该合金是一种储氢材料，完全吸氢后得到MgH2和Al，“储氢过程”属于　　（填“物理”或“化学”）变化。

（2）合成材料的改良

①碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)d?xH2O是一种新型塑料阻燃剂，其受热分解生成熔点较高的MgO和Al2O3，其阻燃原理是　　。碱式碳酸铝镁中a、b、c、d的代数关系式　　。

（3）CO2的绿色利用

①目前空间站处理CO2的一种方法是在催化剂作用下，利用H2使CO2转化为甲烷并得到生活用水。该反应的化学方程式为　　。

②以“铁氧化物”为催化剂，利用太阳能将CO2热解为碳和氧气，这一转化过程（如图2）中化合价升高的非金属元素是　　。

9.我校化学小组某同学设计了如图所示的实验室模拟工业炼铁的实验装置，并提供所用药品．请回答

（1）检查装置的气密性．实验开始时，要先进行的操作是（填“加热A处”或“通入CO”）．酒精喷灯给玻璃管加热时要用其（填“外焰”、“内焰”或“焰心”）。A处发生反应的化学方程式为．

（2）B处澄清石灰水变浑浊，证明有CO2生成，该反应的化学方程式为。

（3）C处酒精灯的作用是。

（4）目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是___（填序号）

A．合理开采矿物B．节约金属资源C．开发出金属的代用品．

10.铁是目前世界年产量最高的金属。请回答。

(1)生活中，用铁锅炒菜是利用了金属铁的性。

(2)验证铁和铜的金属活动性顺序，除铁外还需要用到的一种试剂是。

(3)小倩同学根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。

①实验开始时，应先给氧化铁加热还是通一氧化碳?。

②加热一段时间后，A装置玻璃管内的现象是，反应的化学方程式为。

③你认为该装置是否需要添加尾气处理装置并说明理由。

1．

C

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．

C

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。

3.

B

A、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，故选项说法错误；B、该实验应先通入一段时间验纯的CO后再加热，原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法正确；C、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，反应无明显变化，不能检验气体产物，故选项说法错误；D、反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，氧化铁、铁均能与稀盐酸反应，不能采用加入盐酸的方法来提纯铁，故选项说法错误。

4．

B

根据一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，进行分析判断。A．一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，故选项说法错误。B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热，原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法正确。C．二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，反应无明显变化，不能检验气体产物，故选项说法错误。D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，氧化铁、铁均能与稀盐酸反应，不能采用加入盐酸的方法来提纯铁，故选项说法错误。故选B。

5．

（1）检查装置的气密性

（2）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O

（3）A

（4）吸收从氢氧化钠溶液中带出的水蒸气

（5）红色固体变成黑色澄清石灰水变浑浊Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（6）吸收一氧化碳c

（1）在实验开始前，需要检查装置的气密性；

（2）B中进行的是氢氧化钠和二氧化碳的反应：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；

（3）该装置是先让二氧化碳和碳反应，因此先点燃A处酒精灯；

（4）浓硫酸具有吸水性，将从氢氧化钠溶液中的水蒸气吸收，防止水进入D中产生爆炸；

（5）一氧化碳和三氧化二铁反应，生成铁和二氧化碳：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，实验现象是红色固体变为黑色，E中澄清石灰水变浑浊；

（6）该实验缺少尾气处理装置，因此需要加上F装置吸收一氧化碳，一氧化碳从c进入，确保一氧化碳和溶液接触。

6．

（1）②③

（2）抗腐蚀性二氧化碳

（3）①玻璃管横放，用药匙将药品送入玻璃管②混合物③没有尾气处理装置

（4）稀盐酸过滤

（5）碱性Cu2O

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。

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。

7．

（1）①a含碳量不同增强铁的抗腐蚀性②化学

（2）①碱反应生成的MgO和Al2O3覆盖在可燃物表面，隔绝氧气2a+3b＝c+2d

（3）①4H2+CO2=CH4+2H2O②O

（1）合金材料的研发

①一般，合金的熔点低于其组成纯金属的熔点，图1能表示锡铅合金的是a。生铁和钢是常见的铁合金，而钢的性能比生铁优越，其主要原因是含碳量不同。工程建设中常用到的钢材中会添加镍、铬等元素制成合金，其目的是增强铁的抗腐蚀性。

②镁合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。Mg17Al12是一种特殊的镁合金。该合金是一种储氢材料，完全吸氢后得到MgH2和Al，“储氢过程”生成了新物质，属于化学变化。

（2）合成材料的改良

①碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)d?xH2O是一种新型塑料阻燃剂，其受热分解生成熔点较高的MgO和Al2O3，其阻燃原理是反应生成的MgO和Al2O3覆盖在可燃物表面，隔绝氧气。在化合物中各元素正负化合价的代数和为零，所以（+2）a+（+3）b+（﹣1）c+（﹣2）d＝0，即2a+3b＝c+2d。

（3）CO2的绿色利用

①目前空间站处理CO2的一种方法是在催化剂作用下，利用H2使CO2转化为甲烷并得到生活用水。该反应的化学方程式为4H2+CO2=CH4+2H2O。

②以“铁氧化物”为催化剂，利用太阳能将CO2热解为碳和氧气，这一转化过程中化合价升高的非金属元素是O（由﹣2价升高到0价）；碳元素的化合价由+4价降低到0价。

9.

（1）通入CO外焰Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

（2）Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O

（3）处理尾气

（4）B

（1）一氧化碳是可燃性气体，不纯加热有爆炸的危险，故需要先通入一氧化碳，酒精喷灯给玻璃管加热时要用其外焰加热，一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2。

（2）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。

（3）一氧化碳是有毒的气体，需要进行尾气处理，C处酒精灯能起到处理尾气的作用。

（4）废钢铁得到回收利用的目的是节约金属资源，故填B。

10.

（1）导热

（2）CuSO4(合理即可)

（3）①先通一氧化碳

②红棕色粉末变黑：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

③不需要，因为未反应的CO进入B装置中,不会逸散到空气中(合理即可)

（1）根据金属的物理性质来分析解答；（2）根据金属活动性顺序进行分析；（3）①根据可燃性气体不纯加热可能会发生爆炸，进行分析解答；②A装置中一氧化碳与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；③根据装置的特点来分析。(1)铁锅炒菜是利用铁锅能将煤气燃烧放出的热量传递给菜，利用了铁的导热性；故答案为：导热；(2)要比较铁、铜的金属活动性顺序，可以利用在金属活动性顺序中,排在前面的金属(K、Ca、Na除外)能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，因此选择了铁的同时,还需要选择可溶性铜盐溶液,如硫酸铜溶液、氯化铜溶液等;故填：CuSO4(合理即可)；(3)①CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此应先通入CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃加热氧化铁的酒精灯，故实验开始时应先通CO再加热；故填：先通一氧化碳；②A装置中一氧化碳与氧化铁(红棕色)反应生成铁(黑色)和二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2。故填：红棕色粉末变黑：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2；③尾气从装置A排出后，二氧化碳被装置B中氢氧化钠溶液所吸收，一氧化碳进入装置B被收集,溶液被排出到烧杯中，所以尾气无需再进行处理；故填：不需要,因为未反应的CO进入B装置中,不会逸散到空气中(合理即可)。