1、金属的冶炼&混合物成分探究知识点1.金属矿石：赤铁矿（主要成分 Fe2O3），磁铁矿（主要成分 Fe3O4）等。2.铁矿石冶炼成铁：原料：铁矿石，焦炭（提供碳元素，产生一氧化碳），石灰石（将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣） 设备：高炉3.主要方程式（从下往上）C+O2=CO2CaCO3=CaO+CO2C+CO2=2CO3CO+Fe2O3=3CO2+2FeCaO+SiO2=CaSiO3（炉渣）4.常见铁矿石的有效成分 赤铁矿 Fe2O3磁铁矿 Fe3O4 菱铁矿 FeCO3 黄铁矿 FeS2第 10 页，共 10 页【典型例题】图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置，图乙是炼铁高炉示意图下列叙述错误的是（
2、） A高炉炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和还原剂B高炉炼铁原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2C甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯D甲图中点燃尾气是为了防止一氧化碳污染空气【解答】 A、高炉炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和得到还原剂一氧化碳，故正确； B、高炉炼铁原理用化学方程式表示是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故正确； C、甲图中实验开始时应先通入一氧化碳，而不是先加热，故错误； D、一氧化碳有毒，因此要进行尾气处理，否则会污染空气故正确故选 C练习：1（2014常州一模）竖炉炼铁也是一种重要的炼铁方法，其工艺流程如图所示下列说法正确的是（）A催化反应室中发生的反应
3、为：2CH4+CO2+H2O3CO+5H2B该工艺流程中，甲烷的作用只是：生产合成气的原料 C该流程中，可循环利用的物质是：CH4 和 CO2、H2O D还原反应室内炼铁的原理只有：3CO+Fe2O32Fe+3CO22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）AFe、Mn、40%H2SO
4、4 溶液BFe、Mn、MgSO4 溶液CFe、Mn、ZnSO4 溶液DCu、FeSO4 溶液、MnSO4 溶液3某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究【提出问题】黑色粉末 A 可能是什么呢？【进行猜想】（1）小明认为黑色粉末 A 全部是铁粉实验过程中采取了过滤，该操作中用到的玻璃仪器有 玻璃棒，其中玻璃棒的作用是 （2）小华认为小明的猜想是错误的，理由是 （3）小华提出了猜想和猜想，请结合所学知识补充余下的一个猜想猜想：黑色粉末 A 由铁粉和四氧化三铁（Fe3O4）组成； 猜想：黑色粉末 A 由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成； 猜想： 【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸
5、，稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引【实验探究】方案实验操作可能的现象结论取适量黑色粉末 A 用磁铁吸引黑色粉末全部被吸引猜想正确取适量黑色粉末 A 用磁铁吸引黑色粉末部分被吸引猜想正确取适量黑色粉末 B 加入足量稀盐酸黑色粉末全部溶解猜想正确猜想正确【 反 思 评 价 】 小 娟 认 为 方 案 和 方 案 中 得 出 的 结 论 都 不 正 确 ， 其 理 由 是 【得出结论】在高温下，一氧化碳和氧化铁可生成铁，氧化亚铁，四氧化三铁请写出只生成氧化亚铁的方程式 4铁的冶炼是钢铁工业的基础（I）如图 1 是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图，若图
6、中采用的铁矿石的主要成分 为氧化铁，请写出 B 区和 C 区所发生主要反应的化学方程式：（1）B 区 （2）C区 、 （II）竖炉炼铁也是一种重要的炼铁方法，其工艺流程如图 2 所示（3）该工艺流程中，甲烷的作用是 、 ，冶炼出的铁水属于（填“纯净物”或“混合物”）（4）该工艺流程中，可循环利用的物质是 （III）金属在活动性顺序里的位置越后，其化合物越不稳定，所以它的氧化物越容易被还原（5）请在下列中各写一个化学方程式，中写出还原金属氧化物的方法（IV）某兴趣小组同学利用图 3 装置进行相关实验，测定样品的组成：（6）若样品由氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁中的一种或几种组成，待充分反应后，实验
7、数 据记录如下：样品质量装置 A 中玻璃管和固体的总质量装置 B 的质量2.32g反应前 55.72g反应前 281.00g反应后 55.08g反应后 281.56g请回答下列问题： 兴趣小组同学经过讨论后认为应选用样品质量和装置 A 中玻璃管和固体的总质量的变化来 计算，而不选用装置 B 的质量的变化来计算，理由是 该样品所有可能的组成是 【解答】1. A由题干流程图信息可知，催化反应室中是由甲烷、二氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下反 应生成一氧化碳和氢气，故正确；B在该工艺流程中，甲烷在燃烧室内作燃料，故错误； C由流程图可知，可循环利用的物质没有甲烷，故错误； D在还原反应室内既有一氧化碳
8、还原氧化铁，还有氢气还原氧化铁，故错误 故选 A2（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）；C3. （1）玻璃棒在过滤中的作
9、用是引流 故填：引流（2）小华认为小明的猜想是错误的，理由是加入足量的硫酸铜溶液后，仍然有黑色粉末存在 故填：加入足量的硫酸铜溶液后，仍然有黑色粉末存在（3）黑色粉末 A 由铁粉和四氧化三铁（Fe3O4）组成；或黑色粉末 A 由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成；或黑色粉末 A 由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成 故填：黑色粉末 A 由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成【实验探究】取适量黑色粉末 B，用磁铁吸引，黑色粉末部分被吸引，说明黑色粉末中含有氧化亚铁和四氧 化三铁，猜想正确故填：取适量黑色粉末 B，用磁铁吸引，黑色粉末部分被吸引【反思评价】小娟认为方案和方案中得出的结论都不正确，其理由是：如果黑色
10、粉末 A 由铁粉、氧化亚 铁和四氧化三铁组成，用磁铁吸引时，黑色粉末部分被吸引；取适量黑色粉末 B 加入足量稀盐 酸时，氧化亚铁和四氧化三铁全部溶解故填：如果黑色粉末 A 由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成，用磁铁吸引时，黑色粉末部分被 吸引；取适量黑色粉末 B 加入足量稀盐酸时，氧化亚铁和四氧化三铁全部溶解【得出结论】 在高温下，一氧化碳和氧化铁反应生成氧化亚铁和二氧化碳的化学方程式为：Fe2O3+CO2FeO+C02故填：Fe2O3+CO2FeO+C024（I）（1）依据 B 区主要是生成铁的反应，所以方程式为：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；（2）C 区主要是产生一氧化碳共发生了两个
11、反应，方程式为：C+O2 CO2，CO2+C2CO；（II）（3）甲烷燃烧放出了大量的热，能够给炼铁提供热量，同时生成了二氧化碳和水，提供了生产合成气的原料；而在炼铁的过程中不可避免的会引入一些杂质，所以冶炼出的铁水属于混合物；（4）根据甲烷燃烧的产物为二氧化碳和水，而高温尾气的成分也为二氧化碳和水，它们进入 催化反应室中可以得到合成气体（一氧化碳和氢气）；所以可以判断在该过程中能够被循环利 用的物质为二氧化碳和水；（5）氧化汞在加热的条件下能够分解产生氧气和汞，该反应的化学方程式为：2HgO2Hg+O2；C+2CuO2Cu+CO2；碳是具有还原性的单质，可以和金属氧化物反应，例如和氧化铜反应
12、能生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：C+2CuO2Cu+CO2；利用金属的还原性也可以和金属氧化物反应生成金属单质和另一种金属，例如题给的铝和氧 化铁的反应；（6）不选用装置 B 的质量的理由是：装置 B 不能将反应产生的 CO2 全部吸收，故答案为： 装置 B 不能将反应产生的 CO2 全部吸收；根据表格数据：氧元素的质量=55.72g55.08g=0.64g，混合物中氧元素的质量分数=100%=27.6%，而 Fe3O4 中含氧元素的质量分数为：100%=27.6%；而 Fe2O3 中含 氧元素飞质量分数为：100%=30%；而 FeO 中含氧元素的质量分数为：100%=22.2%；
13、根据计算可以知道该物质若含有一种物质，则为 Fe3O4；若为混合物，则根据 平均值的计算方法可以知道，该混合物中含有的物质至少有一种大于 27.6%，且至少有一种物 质中含氧元素的质量分数要小于 27.6%；所以可能的混合物组合为：Fe2O3、FeO； Fe3O4、 Fe2O3、FeO故答案为：（I）（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（2）C+O2CO22C+CO22CO；（II）（3）燃烧产生热量、做生产合成气的原料；混合物；（4）CO2 和 H2O（高温尾气）；（III）（5）2HgO2Hg+O2；C+2CuO2Cu+CO2； 用金属还原金属氧化物；（IV）（6）装置 B 不能将反应产生的 CO2 全部吸收；Fe3O4；Fe2O3、FeO；Fe3O4、Fe2O3、FeO
