1. 工业炼铁
(1)主要设备:
(2)原料:
(3)高炉炼成的产品是
(4)焦炭的作用及对应的化学方程式:
作用①
作用②
(1)主要设备:
高炉
。(2)原料:
空气
、焦炭
、石灰石
、铁矿石
。(3)高炉炼成的产品是
生铁
,物质类别属于混合物
。(4)焦炭的作用及对应的化学方程式:
作用①
提供热量,维持炉温
,反应①$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
;作用②
制还原剂CO
,反应②$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
。答案:(1) 高炉
(2) 空气 焦炭 石灰石 铁矿石
(3) 生铁 混合物
(4) 提供热量,维持炉温 $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$ 制还原剂CO $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(2) 空气 焦炭 石灰石 铁矿石
(3) 生铁 混合物
(4) 提供热量,维持炉温 $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$ 制还原剂CO $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
解析:
【分析】本题考查工业炼铁的相关基础知识,需回忆工业炼铁的设备、原料、产品及焦炭的作用与对应反应。解题时,针对每个小问,结合课本中工业炼铁的知识点逐一对应:(1)明确炼铁的主要设备;(2)牢记炼铁所需的四种原料;(3)区分高炉产品及物质类别;(4)掌握焦炭的两个作用及对应化学方程式的书写,注意反应条件的标注。
【解析】(1)工业炼铁的主要设备是高炉;(2)工业炼铁的原料为空气、焦炭、石灰石、铁矿石;(3)高炉中炼成的产品是生铁,生铁含有铁、碳等多种物质,属于混合物;(4)焦炭的作用:①燃烧提供热量,维持炉温,反应为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$;②与生成的二氧化碳反应制还原剂CO,反应为$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$。
【答案】(1) 高炉
(2) 空气 焦炭 石灰石 铁矿石
(3) 生铁 混合物
(4) 提供热量,维持炉温 $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$ 制还原剂CO $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
【知识点】工业炼铁、化学方程式书写、物质的分类
【点评】本题为化学工业部分的基础知识点考查题,聚焦工业炼铁的核心内容,难度较低,主要检验学生对课本基础内容的记忆与掌握情况,是常考的基础题型。
【难度系数】0.8
【解析】(1)工业炼铁的主要设备是高炉;(2)工业炼铁的原料为空气、焦炭、石灰石、铁矿石;(3)高炉中炼成的产品是生铁,生铁含有铁、碳等多种物质,属于混合物;(4)焦炭的作用:①燃烧提供热量,维持炉温,反应为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$;②与生成的二氧化碳反应制还原剂CO,反应为$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$。
【答案】(1) 高炉
(2) 空气 焦炭 石灰石 铁矿石
(3) 生铁 混合物
(4) 提供热量,维持炉温 $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$ 制还原剂CO $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
【知识点】工业炼铁、化学方程式书写、物质的分类
【点评】本题为化学工业部分的基础知识点考查题,聚焦工业炼铁的核心内容,难度较低,主要检验学生对课本基础内容的记忆与掌握情况,是常考的基础题型。
【难度系数】0.8
1. 下列变化过程不属于金属冶炼的是(
A.电解氧化铝
B.铁在氧气中燃烧
C.焦炭与氧化铜在高温下反应
D.高温下一氧化碳与氧化铁反应
B
)。A.电解氧化铝
B.铁在氧气中燃烧
C.焦炭与氧化铜在高温下反应
D.高温下一氧化碳与氧化铁反应
答案:1.B
解析:
【分析】首先明确金属冶炼的定义:金属冶炼是将金属从化合态(化合物)转化为游离态(单质)的过程。接下来逐一分析选项:A选项电解氧化铝,是将氧化铝中的铝元素转化为铝单质,属于冶炼;B选项铁在氧气中燃烧,是铁单质转化为铁的氧化物,不属于冶炼;C选项焦炭还原氧化铜,将氧化铜中的铜元素转化为铜单质,属于冶炼;D选项一氧化碳还原氧化铁,将氧化铁中的铁元素转化为铁单质,属于冶炼。因此答案选B。
【解析】金属冶炼的本质是使金属元素从化合态变为游离态(单质)。对各选项分析如下:
A. 电解氧化铝:反应为$\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal{通电} 4Al + 3O_{2}↑}$,铝元素由化合态变为单质,属于金属冶炼;
B. 铁在氧气中燃烧:反应为$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$,铁元素由单质变为化合态,不属于金属冶炼;
C. 焦炭与氧化铜高温反应:$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$,铜元素由化合态变为单质,属于金属冶炼;
D. 一氧化碳与氧化铁高温反应:$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$,铁元素由化合态变为单质,属于金属冶炼。
综上,不属于金属冶炼的是B选项。
【答案】B
【知识点】金属冶炼的概念、金属的化学性质
【点评】本题考查金属冶炼的核心概念,解题关键是准确把握“金属从化合态到单质”这一冶炼的本质,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】金属冶炼的本质是使金属元素从化合态变为游离态(单质)。对各选项分析如下:
A. 电解氧化铝:反应为$\ce{2Al_{2}O_{3}(熔融)\xlongequal{通电} 4Al + 3O_{2}↑}$,铝元素由化合态变为单质,属于金属冶炼;
B. 铁在氧气中燃烧:反应为$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{点燃} Fe_{3}O_{4}}$,铁元素由单质变为化合态,不属于金属冶炼;
C. 焦炭与氧化铜高温反应:$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$,铜元素由化合态变为单质,属于金属冶炼;
D. 一氧化碳与氧化铁高温反应:$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$,铁元素由化合态变为单质,属于金属冶炼。
综上,不属于金属冶炼的是B选项。
【答案】B
【知识点】金属冶炼的概念、金属的化学性质
【点评】本题考查金属冶炼的核心概念,解题关键是准确把握“金属从化合态到单质”这一冶炼的本质,属于基础概念题,难度较低。
【难度系数】0.8
2. 图1是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图,图2是高炉炼铁示意图。请回答下列问题。

(1)写出图1硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:______。
(2)图1中尾气处理的目的是________。
(3)图2中高炉炼铁时焦炭的作用是:①______;②______。
(4)为什么图2中生铁的出口低于炉渣的出口?________。
(5)下列关于高炉炼铁的叙述错误的是________(填字母)。
A. 为了加快反应速率,高炉炼铁前可将铁矿石粉碎
B. 高炉中石灰石的作用是除去矿石中的二氧化硅
C. 高炉炼铁的主要反应是 $3C+2Fe_2O_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} 4Fe+3CO_2 \uparrow$
D. 高炉炼铁的主要产品是钢
E. 高炉尾气对环境无影响,可直接排放
(1)写出图1硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:______。
(2)图1中尾气处理的目的是________。
(3)图2中高炉炼铁时焦炭的作用是:①______;②______。
(4)为什么图2中生铁的出口低于炉渣的出口?________。
(5)下列关于高炉炼铁的叙述错误的是________(填字母)。
A. 为了加快反应速率,高炉炼铁前可将铁矿石粉碎
B. 高炉中石灰石的作用是除去矿石中的二氧化硅
C. 高炉炼铁的主要反应是 $3C+2Fe_2O_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} 4Fe+3CO_2 \uparrow$
D. 高炉炼铁的主要产品是钢
E. 高炉尾气对环境无影响,可直接排放
答案:(1) $\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
(2) 防止CO污染环境
(3) ① 提供热量,维持炉温 ② 制还原剂CO
(4) 铁水的密度大于炉渣
(5) CDE
(2) 防止CO污染环境
(3) ① 提供热量,维持炉温 ② 制还原剂CO
(4) 铁水的密度大于炉渣
(5) CDE
解析:
【分析】
本题围绕一氧化碳还原氧化铁和高炉炼铁的核心知识点设置问题,解题思路如下:
1. 第(1)题:回忆一氧化碳还原氧化铁的反应原理,正确书写化学方程式,注意配平、反应条件及气体符号的使用;
2. 第(2)题:明确一氧化碳的毒性,尾气中含未反应的CO,需处理避免污染环境;
3. 第(3)题:结合高炉炼铁的流程,焦炭的作用分两点:一是燃烧提供热量维持高温,二是生成还原剂CO;
4. 第(4)题:利用物质密度差异,生铁(铁水)密度大于炉渣,故液态铁水下沉,出口更低;
5. 第(5)题:逐一分析选项,判断各叙述的正误,找出错误选项。
【解析】
(1)图1硬质玻璃管内,一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为:$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$;
(2)一氧化碳有毒,会污染环境,因此图1中尾气处理的目的是防止CO污染环境;
(3)高炉炼铁时,焦炭的作用:①燃烧放热,提供热量,维持炉内高温;②与生成的二氧化碳反应制得还原剂CO;
(4)生铁(铁水)的密度大于炉渣,液态铁水会下沉,因此图2中生铁的出口低于炉渣的出口;
(5)逐一分析选项:
A. 粉碎铁矿石可增大反应物接触面积,加快反应速率,叙述正确;
B. 高炉中石灰石分解生成的CaO能与矿石中的二氧化硅反应生成炉渣,除去二氧化硅,叙述正确;
C. 高炉炼铁的主要还原剂是CO,反应为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$,不是C直接还原氧化铁,叙述错误;
D. 高炉炼铁的主要产品是生铁,钢是生铁进一步炼制的产品,叙述错误;
E. 高炉尾气含CO等有毒气体,会污染环境,不能直接排放,叙述错误;
故错误选项为CDE。
【答案】
(1) $\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
(2) 防止CO污染环境
(3) ① 提供热量,维持炉温;② 制还原剂CO
(4) 铁水的密度大于炉渣
(5) CDE
【知识点】
化学方程式书写、高炉炼铁原理、一氧化碳的性质
【点评】
本题考查金属冶炼相关的基础知识点,涵盖反应方程式书写、物质性质、工业炼铁的流程细节,是初中化学金属单元的常见考题,需准确掌握工业炼铁的核心原理和操作要点。
【难度系数】
0.5
本题围绕一氧化碳还原氧化铁和高炉炼铁的核心知识点设置问题,解题思路如下:
1. 第(1)题:回忆一氧化碳还原氧化铁的反应原理,正确书写化学方程式,注意配平、反应条件及气体符号的使用;
2. 第(2)题:明确一氧化碳的毒性,尾气中含未反应的CO,需处理避免污染环境;
3. 第(3)题:结合高炉炼铁的流程,焦炭的作用分两点:一是燃烧提供热量维持高温,二是生成还原剂CO;
4. 第(4)题:利用物质密度差异,生铁(铁水)密度大于炉渣,故液态铁水下沉,出口更低;
5. 第(5)题:逐一分析选项,判断各叙述的正误,找出错误选项。
【解析】
(1)图1硬质玻璃管内,一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为:$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$;
(2)一氧化碳有毒,会污染环境,因此图1中尾气处理的目的是防止CO污染环境;
(3)高炉炼铁时,焦炭的作用:①燃烧放热,提供热量,维持炉内高温;②与生成的二氧化碳反应制得还原剂CO;
(4)生铁(铁水)的密度大于炉渣,液态铁水会下沉,因此图2中生铁的出口低于炉渣的出口;
(5)逐一分析选项:
A. 粉碎铁矿石可增大反应物接触面积,加快反应速率,叙述正确;
B. 高炉中石灰石分解生成的CaO能与矿石中的二氧化硅反应生成炉渣,除去二氧化硅,叙述正确;
C. 高炉炼铁的主要还原剂是CO,反应为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$,不是C直接还原氧化铁,叙述错误;
D. 高炉炼铁的主要产品是生铁,钢是生铁进一步炼制的产品,叙述错误;
E. 高炉尾气含CO等有毒气体,会污染环境,不能直接排放,叙述错误;
故错误选项为CDE。
【答案】
(1) $\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
(2) 防止CO污染环境
(3) ① 提供热量,维持炉温;② 制还原剂CO
(4) 铁水的密度大于炉渣
(5) CDE
【知识点】
化学方程式书写、高炉炼铁原理、一氧化碳的性质
【点评】
本题考查金属冶炼相关的基础知识点,涵盖反应方程式书写、物质性质、工业炼铁的流程细节,是初中化学金属单元的常见考题,需准确掌握工业炼铁的核心原理和操作要点。
【难度系数】
0.5