1 [2025 湖北武汉模拟，中]《天工开物》中记载了用炉甘石(主要成分为 ZnCO₃)冶炼锌的方法：“每炉甘石十斤……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团，冷定毁罐取出……即倭铅也……以其似铅而性猛，故名之曰倭云。”冶炼锌过程中发生的反应是$ ZnCO₃+2C\xlongequal{△}Zn+3CO↑$，下列说法错误的是()

A.用风箱向炉内鼓入空气，可使煤的燃烧更充分
B.“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下被氧化
C.冶炼锌过程中发生的反应属于置换反应
D.“倭铅”是指锌和铅的合金

1. D 【解析】炉甘石的主要成分是碳酸锌，煤炭饼的主要成分是碳，均不含铅元素，并且由题干可知，冶炼锌过程中发生的反应是$ZnCO₃+2C\xlongequal{△}Zn+3CO↑$，所以“倭铅”中不含铅元素，D错误。

2 [2024 江苏常州质检，中]高炉炼铁所需的原料有赤铁矿石、焦炭、石灰石等，其过程可用图甲简要表示。

(1)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣(如图乙所示)。能实现渣铁分离的原因是因为炉渣具有以下性质：一是炉渣的熔点比铁高，二是。
(2)焦炭在高炉炼铁中通常要先进行粉碎处理，其目的是。
(3)反应Ⅲ中氧化铁被还原，写出反应的化学方程式：。
(4)由于高炉炼铁使用的原料是空气，因此排出的高炉气中含有多种成分，其中含量最高的是。

2. (1)炉渣的密度比铁水小 (2)增大反应物间的接触面积，使反应更快、更充分$ (3)3CO+Fe₂O₃\xlongequal{高温}2Fe+3CO₂ (4)N₂$
【解析】(1)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣，炉渣的出口在上方，铁水的出口在下方，由此可知，炉渣的密度比铁水小以及炉渣的熔点比铁高。(2)焦炭在高炉炼铁中通常要先进行粉碎处理，其目的是增大反应物间的接触面积，使反应更快、更充分。(3)反应Ⅰ中焦炭在空气中燃烧生成二氧化碳，反应Ⅱ中生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，反应Ⅲ中一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为$3CO+Fe₂O₃\xlongequal{高温}2Fe+3CO₂$。(4)由于高炉炼铁使用的原料是空气，空气中含量最高的是氮气，且氮气不参与反应，因此排出的高炉气中含有多种成分，其中含量最高的是氮气。

3 [2024 山东菏泽质检，中]工业上可利用$ Fe₃O₄+4CO\xlongequal{高温}3Fe+4CO₂$的反应来冶炼铁。现用 100 t 含四氧化三铁 46.4%的某铁矿石冶炼金属铁。请完成下列问题，写出必要的计算过程。
(1)该铁矿石中含四氧化三铁的质量是多少？
(2)理论上可炼出含铁 96%的生铁的质量是多少？

3. (1)该铁矿石中含四氧化三铁的质量是100t×46.4%=46.4t。
答：该铁矿石中含四氧化三铁的质量是46.4t。
(2)解：设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是x。
$Fe₃O₄+4CO\xlongequal{高温}3Fe+4CO₂$
232 168
46.4t 96%×x
$\frac{232}{168}=\frac{46.4t}{96\%×x}$
$x=\frac{168×46.4t}{232×96\%}=35t$
答：理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是35t。

4 [2025 河北衡水模拟，中]用如图甲所示装置进行 CO 还原 Fe₂O₃的实验，硬质玻璃管中固体的质量随通入 CO 气体的质量变化如图乙所示。下列分析正确的是()


A.应在 a 点时点燃酒精喷灯
B.a~b 段可观察到澄清石灰水变浑浊
C.b~c 段硬质玻璃管中发生置换反应生成铁单质
D.c~d 段继续通入 CO 的目的之一是防止铁被氧化

4. D 【解析】
A CO可燃，为防止加热时发生爆炸，应先排尽硬质玻璃管中的空气再点燃酒精喷灯，不能在a点时点燃酒精喷灯，A错误
B 由a~b段固体质量未发生变化可知，a~b段CO与Fe₂O₃未发生反应，不能观察到澄清石灰水变浑浊，B错误
C b~c段发生的反应为$3CO+Fe₂O₃\xlongequal{高温}2Fe+3CO₂$，反应物均为化合物，不属于置换反应，C错误
D 铁在高温下易与氧气发生反应，故c~d段继续通入CO的目的之一是防止铁被氧化，D正确
关键点拨：涉及含杂质物质的相关计算，一定要将含杂质物质的质量换算成纯净物的质量，再代入计算。
归纳总结：高炉炼铁的主要设备：高炉；原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石；方法及原理：利用CO还原Fe₂O₃的原理，将原料按一定比例加入高炉，从高炉下方通入热空气，使焦炭燃烧产生CO₂，CO₂再与炽热的碳反应生成CO，再将赤铁矿石中的铁还原出来。石灰石的作用是将赤铁矿石中的杂质转变为炉渣除去。