1、微专题10 金属的冶炼 例1(2021，杭州二模)某同学用含有CO2的CO来模拟炼铁实验，并检验气体产物和收集尾气，他设计了如图所示的微型实验装置(夹持设备已略去)。题型一 铁的冶炼(1)装置A的作用是什么？_。(2)写出B处玻璃管中发生反应的现象：_。(3)实验结束后，D中有部分溶液进入E处量筒中，请设计实验方案，确定该溶液中含有氢氧化钠：_。除去一氧化碳中的二氧化碳红棕色粉末慢慢变成黑色取D中少量溶液于试管中，向试管中加入足量的氯化钙(或氯化钡)溶液，有白色沉淀产生静置，向上层清液滴加酚酞，溶液变红，说明含有氢氧化钠 1反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热(目的是尽可能的排净玻璃管内的
2、空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸)。2反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳(目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铁再次被氧化)。3实验现象：红棕色的粉末逐渐变为黑色粉末，澄清石灰水逐渐变浑浊(如果点燃尾气，能够燃烧并发出蓝色火焰)。4尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集方法。跟踪训练11 如图是CO还原氧化铁的“微型”实验装置。(夹持仪器等略)，已知：HCOOHH2OCO，下列说法不正确的是()D=热浓硫酸A实验中所需CO可现
3、制现用B此装置可节约用品，污染小，现象明显C实验时先挤压软塑料滴瓶，再点燃酒精喷灯D该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应跟踪训练12 小金利用如图所示装置进行碳及其氧化物的性质实验，并测定赤铁矿(主要成分为Fe2O3，杂质不参与反应)中Fe2O3的含量，其中丁装置需要补全。回答问题：(1)该实验可通过丁装置吸收二氧化碳，并将未参与反应的CO气体收集起来以避免污染环境，若要达到此目的，应将丁装置的导管补全为_(选填序号)。(2)在实验中，应先点燃_(选填“甲”或“乙”)处的酒精喷灯或酒精灯。(3)已知所取赤铁矿样品质量为m1，反应前后乙装置的质量差为m2，反应前后丁和戊装置的总质量差
4、为m3，则赤铁矿中Fe2O3的质量分数为_。甲10m23m1 100%跟踪训练13 铁在自然界中以铁矿石形式分布很广。资料显示：在炼铁过程中，Fe2O3是在一定温度下逐步失去其中的氧，依次生成Fe3O4、FeO和Fe。小金在实验室找到一些铁锈样品进行实验探究，他所用的实验装置如图甲所示。(1)实验时先点燃的酒精灯是_(选填“A”或“B”)。(2)待反应完成后，将所得黑色固体物质放入足量的稀硫酸中。小金认为该物质中并不含铁，他的依据是_。(3)为了解释这一反常现象，他查到某炼铁厂对氧化铁和一氧化碳进行的热反应分析，根据相关的数据绘制图像如图乙，通过分析确定实验没有得到铁的主要原因是_。B没有气泡
5、产生使用酒精灯加热氧化铁达不到完全反应所需的温度例2 如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是()BA铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来B生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物C铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀D废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染 1反应原理：在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳作还原剂，从铁矿石中将铁还原出来。2主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气。赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)和黄铁矿(主要成分是FeS2)
6、等；焦炭的主要作用是提供热量和产生还原剂CO；石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅等杂质转变为炉渣而除去。3主要设备是高炉。4(1)焦炭燃烧产生热量并生成还原剂(2)氧化铁被CO还原成铁(3)SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙5产物为生铁(主要为Fe、C合金)、滤渣(主要含有CaSiO3)和高炉气(主要含有CO)。跟踪训练2 金属材料在日常生活中广泛使用。(1)高温条件下，一氧化碳可把铁从磁铁矿石(Fe3O4)中还原出来，反应的化学方程式是_。生铁和钢都是铁合金，其中含碳量较高的是_。(2)黄铜是铜和锌的合金。向一定质量的黄铜样品中加入196 g稀硫酸，恰好完全反应，产生0.2
7、 g氢气。则所用稀硫酸的溶质质量分数是_。除了可求出稀硫酸的溶质质量分数外，你还能求出的化学量有_(填序号)。锌的质量 锌的质量分数 铜的质量分数硫酸锌的质量 硫酸溶液的体积4COFe3O43Fe4CO2生铁5%=高温(3)铝是一种比较耐腐蚀的金属材料，这是因为_(用化学方程式表示)，如果用铝来制取氢气，那么需要_(填编号)操作，才能达到实验目的。A用砂纸打磨表面B用水浸泡一会C用稀盐酸浸泡一段较长时间D把铝片剪成小块4Al3O2=2Al2O3AC例3 用甲乙丙三套装置进行H2、C、CO还原CuO的实验并检验产物(已知白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色)。分析上述三个实验，下列说法错误的是()C 题
8、型二 碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜 A甲乙丙三个实验都能观察到黑色粉末变红色的现象，并能成功检验产物B甲乙丙三个反应中，反应前后Cu元素的化合价都降低，O元素的化合价都不变C甲乙丙三个实验能说明H2、C、CO都具有还原性，且三反应都是置换反应D若反应前称量丙中硬质玻璃管及氧化铜的总质量为60 g，通入一氧化碳反应一段时间后，冷却称量硬质玻璃管及其中物质的总质量为58.4 g，则参加反应的氧化铜的质量为8 g 氢气还原氧化铜：试管口略向下倾斜(防止有水倒流到试管底部，使其炸裂；同时，也有利于氢气在试管底部聚集参与反应)，将氢气验纯后先通一段时间氢气，然后再加热(目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空
9、气，防止氢气与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸)；反应后，继续通入氢气，直到试管及其中的固体冷却后，再停止通氢气(目的是使固体冷却，防止刚还原出来的铜再次被氧化)。实验现象分别：(1)碳还原氧化铜时，试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，澄清的石灰水变浑浊。(2)一氧化碳还原氧化铜时，玻璃管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，澄清的石灰水变浑浊，并且有气泡从中不断地溢出。(3)氢气还原氧化铜时，试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，同时管口有水滴生成。跟踪训练3 如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是()BA甲实验试管内通氢气反应时发生的现象是：亮红色固体变黑B甲、乙两实验中
10、，都应先通入气体，再使试管、玻璃管均匀受热，以防止发生爆炸C乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生D甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都能将氧化铜变成铜单质，都发生了置换反应例4 金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”，它是航海、化工、医疗上不可缺少的材料，工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如图所示(部分产物略)。题型三 金属的冶炼与计算(1)钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3)，其中钛元素的化合价为_；(2)步骤分离出TiCl4的方法，利用了TiCl4与FeCl3_的不同；(3)反应的化学方程式为_，该反应在氩气中进行的理由是_。4沸点TiCl42
11、MgTi2MgCl2防止镁和钛在高温下被氧化=12201420 Ar 常见金属的冶炼方法：电解法、热还原法、加热法、置换法、物理提取法。跟踪训练41 金属钛(Ti)抗腐蚀性好，露置于空气中数年，仍能光亮如初。以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产Ti的步骤主要有：在高温下，向金红石与焦炭(C)的混合物中通入氯气(Cl2)，得到TiCl4和一种可燃性气体；在稀有气体环境和加热条件下，用Mg和TiCl4反应得到Ti和MgCl2。下列说法正确的是()A中生成的可燃性气体为CO2B中生成的TiCl4中钛元素的化合价为2价C中发生的化学反应属于置换反应D中生成的Ti在常温下易与O2反应C跟踪训练42 赤铁矿的主要成分为Fe2O3，可用于冶炼铁。我市某地出产一种赤铁矿，试回答下列问题：(1)氧化铁中氧元素质量分数。解：(1)在 Fe2O3 中，氧 元 素 的 质 量 分 数 为163562163 100%30%。(2)100吨含氧化铁84%的赤铁矿石能够炼制含杂质2%的生铁多少吨？解：(2)设可炼出含杂质 2%的生铁质量为 x。Fe2O33CO=高温2Fe3CO2160112100 t84%(12%)x160100 t84%112（12%）xx60 t
