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9. 中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术。
(1)如下图所示一氧化碳还原氧化铜的实验,硬质玻璃管内出现
(2)《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见下表,推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有
(1)如下图所示一氧化碳还原氧化铜的实验,硬质玻璃管内出现
黑色固体逐渐变红
(现象),证明反应已经发生;从环保角度考虑,写出一种尾气处理的方法:用酒精灯点燃尾气(或用气球收集)
。(2)《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见下表,推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有
降低铸材的熔点,提高硬度
。(注:硬度以金刚石的硬度10为标准,1表示很软,10表示很硬)答案
9.(1)黑色固体逐渐变红 用酒精灯点燃尾气(或用气球收集) (2)降低铸材的熔点,提高硬度
解析
【分析】
首先分析第(1)问：一氧化碳具有还原性，加热时能与黑色氧化铜反应生成红色铜，因此硬质玻璃管内黑色固体变红可证明反应发生；尾气含有毒的一氧化碳，需处理防污染，常见方法为点燃（转化为无毒CO₂）或气球收集。第(2)问：对比纯铜和青铜（铜锡合金）的性质，合金熔点低于成分金属、硬度高于成分金属，故熔入锡可调整铸材性能。
【解析】
(1) 一氧化碳与氧化铜加热反应：$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_2}$，黑色氧化铜被还原为红色铜，因此硬质玻璃管内黑色固体逐渐变红，证明反应发生；尾气中CO有毒，处理方法可采用点燃法（将CO转化为无害CO₂），或用气球收集后集中处理。
(2) 由表格性质可知，纯铜熔点1083℃，青铜熔点更低；纯铜硬度2.5~3，青铜硬度更高，因此熔入锡的作用是降低铸材的熔点，提高硬度。
【答案】
9.(1)黑色固体逐渐变红；用酒精灯点燃尾气(或用气球收集) (2)降低铸材的熔点，提高硬度
【知识点】
一氧化碳还原氧化铜、合金的性质
【点评】
本题结合化学实验与古代铸造工艺，考查基础实验现象判断、合金性质应用，难度适中，需掌握一氧化碳还原氧化铜的反应特点及合金的基本性质。
【难度系数】
0.7
首先分析第(1)问：一氧化碳具有还原性，加热时能与黑色氧化铜反应生成红色铜，因此硬质玻璃管内黑色固体变红可证明反应发生；尾气含有毒的一氧化碳，需处理防污染，常见方法为点燃（转化为无毒CO₂）或气球收集。第(2)问：对比纯铜和青铜（铜锡合金）的性质，合金熔点低于成分金属、硬度高于成分金属，故熔入锡可调整铸材性能。
【解析】
(1) 一氧化碳与氧化铜加热反应：$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_2}$，黑色氧化铜被还原为红色铜，因此硬质玻璃管内黑色固体逐渐变红，证明反应发生；尾气中CO有毒，处理方法可采用点燃法（将CO转化为无害CO₂），或用气球收集后集中处理。
(2) 由表格性质可知，纯铜熔点1083℃，青铜熔点更低；纯铜硬度2.5~3，青铜硬度更高，因此熔入锡的作用是降低铸材的熔点，提高硬度。
【答案】
9.(1)黑色固体逐渐变红；用酒精灯点燃尾气(或用气球收集) (2)降低铸材的熔点，提高硬度
【知识点】
一氧化碳还原氧化铜、合金的性质
【点评】
本题结合化学实验与古代铸造工艺，考查基础实验现象判断、合金性质应用，难度适中，需掌握一氧化碳还原氧化铜的反应特点及合金的基本性质。
【难度系数】
0.7
10.(2026·河南节选)高铁建设需要大量钢铁。绿色氢能正助力我国冶金行业从“碳冶金”向“氢冶金”转变。氢能炼钢的主要工艺流程如右图所示。
炼铁炉中,高温下氢气与氧化铁发生反应得到铁。若生产560 t铁,则参加反应的氢气的质量是多少?
炼铁炉中,高温下氢气与氧化铁发生反应得到铁。若生产560 t铁,则参加反应的氢气的质量是多少?
答案
10.氧化铁的质量为500 t×70% = 350 t。
解:设350 t氧化铁能生成生铁的质量为x。
$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
160 $2×56$
350 t $x×(1-4\%)$
$\dfrac{160}{2×56}=\dfrac{350\ \mathrm{t}}{x×(1-4\%)}$
$x\approx255.2\ \mathrm{t}$
答:可以炼出含杂质4%的生铁的质量是255.2 t。
解:设350 t氧化铁能生成生铁的质量为x。
$\ce{Fe_{2}O_{3} +3CO\xlongequal{高温}2Fe +3CO_{2}}$
160 $2×56$
350 t $x×(1-4\%)$
$\dfrac{160}{2×56}=\dfrac{350\ \mathrm{t}}{x×(1-4\%)}$
$x\approx255.2\ \mathrm{t}$
答:可以炼出含杂质4%的生铁的质量是255.2 t。
解析
【分析】
首先明确炼铁炉中氢气还原氧化铁的反应原理，写出对应的化学方程式；再根据化学方程式中各物质的质量比，结合生成铁的质量，通过比例计算求出参加反应的氢气质量，解题需遵循设未知量、写方程式、找质量关系、列比例式、求解作答的步骤。
【解析】
解：设参加反应的氢气的质量为$\ce{x}$。
氢气还原氧化铁的化学方程式为：$\ce{3H_{2} + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3H_{2}O}$
各物质的质量关系：
$\ce{3H_{2}}$的相对质量：$3×2 = 6$
$\ce{2Fe}$的相对质量：$2×56 = 112$
根据化学方程式，参加反应的$\ce{H_{2}}$与生成的$\ce{Fe}$的质量比为$6:112$，已知生成铁的质量为$560\ \mathrm{t}$，列比例式：
$\dfrac{6}{112} = \dfrac{x}{560\ \mathrm{t}}$
解得：$\ce{x = \dfrac{6×560\ \mathrm{t}}{112} = 30\ \mathrm{t}}$
【答案】
30 t
【知识点】
根据化学方程式计算；氢气还原氧化铁反应
【点评】
本题为化学基础计算题型，核心是正确书写反应方程式并找准质量关系，步骤清晰易操作，主要考查学生对化学方程式计算的基本应用能力。
【难度系数】
0.7
首先明确炼铁炉中氢气还原氧化铁的反应原理，写出对应的化学方程式；再根据化学方程式中各物质的质量比，结合生成铁的质量，通过比例计算求出参加反应的氢气质量，解题需遵循设未知量、写方程式、找质量关系、列比例式、求解作答的步骤。
【解析】
解：设参加反应的氢气的质量为$\ce{x}$。
氢气还原氧化铁的化学方程式为：$\ce{3H_{2} + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3H_{2}O}$
各物质的质量关系：
$\ce{3H_{2}}$的相对质量：$3×2 = 6$
$\ce{2Fe}$的相对质量：$2×56 = 112$
根据化学方程式，参加反应的$\ce{H_{2}}$与生成的$\ce{Fe}$的质量比为$6:112$，已知生成铁的质量为$560\ \mathrm{t}$，列比例式：
$\dfrac{6}{112} = \dfrac{x}{560\ \mathrm{t}}$
解得：$\ce{x = \dfrac{6×560\ \mathrm{t}}{112} = 30\ \mathrm{t}}$
【答案】
30 t
【知识点】
根据化学方程式计算；氢气还原氧化铁反应
【点评】
本题为化学基础计算题型，核心是正确书写反应方程式并找准质量关系，步骤清晰易操作，主要考查学生对化学方程式计算的基本应用能力。
【难度系数】
0.7
