炼铁是一个比较复杂的过程，把赤铁矿、焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应...

九年级化学填空题中等难度题查看答案及解析

（8分）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。某兴趣小组在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。

【提出问题】单质碳也具有还原性，为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？焦炭还原四氧化三铁的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。

【查阅资料】氢氧化钠溶液和澄清石灰水化学性质类似，能与二氧化碳反应，但反应无明显现象。

【进行实验】实验步骤及注意事项如下：

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中。

②装置A和B两组实验同时开始进行。在装置B的反应中，实验开始前应先　　　　　 （选填“通CO”或“加热”）；实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 。

【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由 　　　　　　　　　　 时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有红色固体。

【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【交流与反思】经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个原因：　　　　　 。

【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置，

正确的连接顺序是：C →　　 →　　　 →　　　 → C （选填字母，装置可重复使用）。

经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2，因此装置A的不足之处是　　　　 　　　　　　 。

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（11分）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为________。某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。

【提出问题】

单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为________。

为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？

【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。

【查阅资料】氢氧化钠溶液和澄清石灰水化学性质类似，能与二氧化碳反应，但反应无明显现象。

【进行实验】实验步骤及注意事项如下：

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中。

②装置A和B两组实验同时开始进行。在装置B的反应中，实验开始前应先________

（选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是________。

【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由________时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有________。

【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【交流与反思】经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个：________。

【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO₂，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是________（选填字母，装置可重复使用）。经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO₂，因此装置A的不足之处是________。

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（15分）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为________① 。某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。

【提出问题】单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为________②。为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？

【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。

【进行实验】实验步骤及注意事项如下：

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中。

②装置A和B两组实验同时开始进行。在装置B的反应中，实验开始前应先________③ （选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是________④。

【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由________⑤________时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有________⑥________。

【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【交流与反思】经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个：________⑦。

【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO₂，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是________⑧________（选填字母，装置可重复使用）。经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO₂，因此装置A的不足之处是________⑨________。

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早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业炼铁把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为：　　 　　 　　 。其中，石灰石起的作用是 　　　　 　　　　 。

（一）甲组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。

【提出问题】

单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为　　 　　 　　 。为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？

【猜想与假设】

焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。

【进行实验】

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入图1装置A的试管中；另一份放入图1装置B的玻璃管中。

②图1装置A和B两组实验同时开始进行。在图1装置B的反应中，实验开始前应先　　 　　 （选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是　　　　 　　　 　 。

【实验现象】

当图1装置B的玻璃管中固体完全由　　　 　　 　　 时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），图1装置A的试管中仍有　　　　 　　　　 　 。

【解释与结论】

焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【完善实验】

联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过图2的检验装置。图2A装置中的试剂是（写名称，下同）　　 　　　　 　　 ，图2B装置中的试剂是氢氧化钠溶液，用以吸收二氧化碳（2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O ）；证明原混合气体中CO2存在的化学方程式　　 　　 ；证明原混合气体中CO存在的实验现象是　　　　　 ；经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2。

（二）精还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究：

【物质制备】

利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为

FexOy+yH2xFe+yH2O，Fe3C+2H23Fe+CH4。

【含量测定】

为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按图装置进行实验。

已知3CH4+4Fe2O33CO2+6H2O+8Fe（假设每步反应都完全，且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）。

（1）主要实验步骤如下：

①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；

②缓缓通入纯净干燥的H2；

③点燃酒精灯，　　　　　 （填“先点A处，后点C处”或“先点C处，后点A处”）；

④分别熄灭A处、C处酒精灯；

⑤再缓缓通入少量H2；

⑥再次称量必要装置的质量

（2）步骤②的目的是　　　　　 ，验证该步骤目的达到的实验方法是　　　　　 ；

（3）若缺少装置D，则所测氧元素的质量分数将　　　　　 （填“偏大”，“偏小”或“不变”）。

（4）粗还原铁粉样品的质量为15.000g，装置B、E分别增重0.270g和0.330g，则计算样品出中碳、氧元素的质量分数分别是　　　　　 。（列出计算过程，2分）

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铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。如图所示。

（1）高炉内发生的主要化学反应：

①C+O2CO2②C+CO22CO

③一氧化碳还原氧化铁_____。

（2）高炉气体中一定含有的成分为_____。

某兴趣小组在实验室中模拟炼铁的化学原理，用一氧化碳还原氧化铁粉末，分别设计A、B套实验装置。

（3）澄清石灰水变浑浊原因（用化学方程式表示）_____。

（4）从保护环境和节约能源的角度来说你认为装置_____（填序号）更合理。

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