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1. 地球上的金属资源广泛地存在于
地壳
和海洋
中，除了金
、银
等有单质
形式存在，金属多以化合物
的形式存在。答案
地壳
海洋
金
银
单质
化合物
海洋
金
银
单质
化合物
2. 把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，主要反应原理是在
高温
下，利用高炉内反应生成的一氧化碳
把铁从氧化铁里还原
出来，其反应的化学方程式为Fe₂O₃ + 3CO $\xlongequal{高温}$ 2Fe + 3CO₂
。答案
高温
高炉
内反应生成的一氧化碳
还原
$3\mathrm {CO}+\mathrm {Fe}_2\mathrm {O}_3\xlongequal[ ]{高温}2\mathrm {Fe}+3\mathrm {CO}_2$
高炉
内反应生成的一氧化碳
还原
$3\mathrm {CO}+\mathrm {Fe}_2\mathrm {O}_3\xlongequal[ ]{高温}2\mathrm {Fe}+3\mathrm {CO}_2$
3. 铁锈的主要成分为
氧化铁（或 Fe₂O₃·$x$H₂O）
。如果隔绝了空气或水
，就能在一定程度上防止铁生锈。在铁制品表面涂油
、刷漆
、镀耐磨和耐腐蚀的铬
，以及制造耐腐蚀的合金（答案合理即可）
等，都能防止铁制品锈蚀。答案
氧化铁
空气或水
涂油
刷漆
镀耐磨和
耐腐蚀的铬
制造耐腐蚀
的合金
空气或水
涂油
刷漆
镀耐磨和
耐腐蚀的铬
制造耐腐蚀
的合金
4. 金属矿物的储量有限，而且不能再生，因此，必须保护金属资源。保护金属资源的有效途径有
防止金属腐蚀
、回收利用废旧金属
、合理开采金属矿物
，以及寻找金属的代用品
等。答案
防止金属腐蚀
回收利用废旧金属
合理开采金属矿物
寻找金属的代用品
回收利用废旧金属
合理开采金属矿物
寻找金属的代用品
问题 1. 实验室如何模拟炼铁？工业上是如何炼铁的？
要点 1. 实验室一氧化碳还原氧化铁的装置。
2. 工业炼铁的主要设备是
应用 图 1 是模拟炼铁的实验装置，试回答：
(1)仪器①的名称是
(2)实验过程中仪器①内发生反应的化学方程式是
(3)实验过程中 C 处酒精灯的作用是
(4)按图 1 连接实验装置、检查装置的气密性、装药品、固定实验装置后，主要实验步骤有：①通入一氧化碳；②停止通入一氧化碳；③点燃酒精喷灯；④熄灭酒精喷灯；⑤验纯。正确的操作顺序是
（5）图 2 是工业生产中高炉的结构图。实际生产中的原料从入口加入，其中焦炭在高炉中的作用之一是产生高温，另一个作用为
（6）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，可观察到的现象是
要点 1. 实验室一氧化碳还原氧化铁的装置。
2. 工业炼铁的主要设备是
高炉
，原料是赤铁矿石
、焦炭
、石灰石
等。应用 图 1 是模拟炼铁的实验装置，试回答：
(1)仪器①的名称是
硬质玻璃管（或玻璃管）
；仪器②的名称是铁架台
。(2)实验过程中仪器①内发生反应的化学方程式是
Fe₂O₃ + 3CO $\xlongequal{高温}$ 2Fe + 3CO₂
，仪器③中的现象是澄清石灰水变浑浊
。(3)实验过程中 C 处酒精灯的作用是
处理尾气，防止有毒的一氧化碳逸出污染空气
。(4)按图 1 连接实验装置、检查装置的气密性、装药品、固定实验装置后，主要实验步骤有：①通入一氧化碳；②停止通入一氧化碳；③点燃酒精喷灯；④熄灭酒精喷灯；⑤验纯。正确的操作顺序是
⑤①③④②
(填序号)。（5）图 2 是工业生产中高炉的结构图。实际生产中的原料从入口加入，其中焦炭在高炉中的作用之一是产生高温，另一个作用为
和 CO₂ 反应生成 CO 作还原剂
；生铁出口低于炉渣出口的原因是炉渣的密度小于生铁的密度
。（6）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，可观察到的现象是
固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
，发生反应的化学方程式为Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
。当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质主要是C
（填化学式）。答案
高炉
赤铁矿石
焦炭
石灰石
硬质玻璃管(或玻璃管)
铁架台
$3\mathrm {CO}+\mathrm {Fe}_2\mathrm {O}_3\xlongequal[ ]{高温}2\mathrm {Fe}+3\mathrm {CO}_2$
澄清石灰水变浑浊
处理尾气，防止有毒的一氧化碳逸出污染空气
⑤①③④②
和CO₂反应生成CO
作还原剂
炉渣的密度小于生铁的密度
固体部分溶解，产生气泡，
溶液由无色变为浅绿色
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
C
赤铁矿石
焦炭
石灰石
硬质玻璃管(或玻璃管)
铁架台
$3\mathrm {CO}+\mathrm {Fe}_2\mathrm {O}_3\xlongequal[ ]{高温}2\mathrm {Fe}+3\mathrm {CO}_2$
澄清石灰水变浑浊
处理尾气，防止有毒的一氧化碳逸出污染空气
⑤①③④②
和CO₂反应生成CO
作还原剂
炉渣的密度小于生铁的密度
固体部分溶解，产生气泡，
溶液由无色变为浅绿色
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
C
解析
【解析】
1. 工业炼铁的主要设备是高炉，原料为赤铁矿石、焦炭、石灰石。
(1) 根据实验仪器的外形可知，仪器①是硬质玻璃管(或玻璃管)，仪器②是铁架台。
(2) 一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为${3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}2Fe + 3CO_{2}}$；生成的二氧化碳进入仪器③，会使澄清石灰水变浑浊。
(3) 一氧化碳有毒，会污染空气，C处酒精灯的作用是点燃尾气中的一氧化碳，防止有毒的一氧化碳逸出污染空气。
(4) 实验时先验纯一氧化碳，防止一氧化碳不纯加热发生爆炸；再通入一氧化碳排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；然后点燃酒精喷灯加热；反应结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳直到装置冷却，防止生成的铁被氧化；最后停止通入一氧化碳，故正确顺序为⑤①③④②。
(5) 焦炭在高炉中除产生高温外，还能和二氧化碳反应生成一氧化碳，作还原剂；生铁出口低于炉渣出口是因为炉渣的密度小于生铁的密度，炉渣会浮在生铁上方。
(6) 生铁中的铁能和稀盐酸反应，观察到固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，反应的化学方程式为${Fe + 2HCl=FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$；生铁中含有碳，碳不与稀盐酸反应，所以烧杯底部的黑色不溶物是${C}$。
【答案】
工业炼铁主要设备：高炉；原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石
(1) 硬质玻璃管(或玻璃管)；铁架台
(2) $\boldsymbol{{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}2Fe + 3CO_{2}}}$；澄清石灰水变浑浊
(3) 处理尾气，防止有毒的一氧化碳逸出污染空气
(4) $\boldsymbol{⑤①③④②}$
(5) 和${CO_{2}}$反应生成${CO}$，作还原剂；炉渣的密度小于生铁的密度
(6) 固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色；$\boldsymbol{{Fe + 2HCl=FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}}$；$\boldsymbol{{C}}$
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁、工业炼铁原理、金属与酸反应
【点评】
本题结合实验装置与工业高炉结构图，综合考查实验室模拟炼铁和工业炼铁的相关知识，涵盖实验操作、化学方程式书写、物质性质等内容，需扎实掌握炼铁原理与实验注意事项。
【难度系数】
0.6
1. 工业炼铁的主要设备是高炉，原料为赤铁矿石、焦炭、石灰石。
(1) 根据实验仪器的外形可知，仪器①是硬质玻璃管(或玻璃管)，仪器②是铁架台。
(2) 一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为${3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}2Fe + 3CO_{2}}$；生成的二氧化碳进入仪器③，会使澄清石灰水变浑浊。
(3) 一氧化碳有毒，会污染空气，C处酒精灯的作用是点燃尾气中的一氧化碳，防止有毒的一氧化碳逸出污染空气。
(4) 实验时先验纯一氧化碳，防止一氧化碳不纯加热发生爆炸；再通入一氧化碳排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；然后点燃酒精喷灯加热；反应结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳直到装置冷却，防止生成的铁被氧化；最后停止通入一氧化碳，故正确顺序为⑤①③④②。
(5) 焦炭在高炉中除产生高温外，还能和二氧化碳反应生成一氧化碳，作还原剂；生铁出口低于炉渣出口是因为炉渣的密度小于生铁的密度，炉渣会浮在生铁上方。
(6) 生铁中的铁能和稀盐酸反应，观察到固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，反应的化学方程式为${Fe + 2HCl=FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$；生铁中含有碳，碳不与稀盐酸反应，所以烧杯底部的黑色不溶物是${C}$。
【答案】
工业炼铁主要设备：高炉；原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石
(1) 硬质玻璃管(或玻璃管)；铁架台
(2) $\boldsymbol{{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}2Fe + 3CO_{2}}}$；澄清石灰水变浑浊
(3) 处理尾气，防止有毒的一氧化碳逸出污染空气
(4) $\boldsymbol{⑤①③④②}$
(5) 和${CO_{2}}$反应生成${CO}$，作还原剂；炉渣的密度小于生铁的密度
(6) 固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色；$\boldsymbol{{Fe + 2HCl=FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}}$；$\boldsymbol{{C}}$
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁、工业炼铁原理、金属与酸反应
【点评】
本题结合实验装置与工业高炉结构图，综合考查实验室模拟炼铁和工业炼铁的相关知识，涵盖实验操作、化学方程式书写、物质性质等内容，需扎实掌握炼铁原理与实验注意事项。
【难度系数】
0.6
