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6.炼铁高炉中发生了下列反应:①高温下,一氧化碳将铁矿石还原为铁。②高温煅烧石灰石。③灼热的焦炭和二氧化碳反应。④焦炭充分燃烧。其中属于化合反应的是【 】
A.①和④
B.②和③
C.③和④
D.④
A.①和④
B.②和③
C.③和④
D.④
答案
C
解析
【分析】首先明确化合反应的定义：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，核心特征是“多变一”。接下来逐一分析炼铁高炉中各反应的类型：反应①是一氧化碳还原铁矿石，生成物有铁和二氧化碳，不符合“多变一”；反应②是碳酸钙高温分解，属于“一变多”的分解反应；反应③是碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，反应物两种、生成物一种，符合化合反应；反应④是碳充分燃烧生成二氧化碳，反应物两种、生成物一种，符合化合反应。由此确定属于化合反应的是③和④，对应选项C。
【解析】根据化合反应“多变一”的特征，逐一分析各反应：
①反应：$3CO + Fe_2O_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} 2Fe + 3CO_2$，生成物为2种，不属于化合反应；
②反应：$CaCO_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} CaO + CO_2↑$，反应物为1种，属于分解反应，不属于化合反应；
③反应：$C + CO_2 \stackrel{高温}{=\!=\!=} 2CO$，反应物2种、生成物1种，属于化合反应；
④反应：$C + O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} CO_2$，反应物2种、生成物1种，属于化合反应；
故属于化合反应的是③和④，答案选C。
【答案】C
【知识点】化合反应判断、炼铁原理
【点评】本题考查化合反应的基本概念，结合炼铁高炉中的具体反应类型进行判断，需准确掌握化合反应“多变一”的特征，属于基础题型。
【难度系数】0.7
【解析】根据化合反应“多变一”的特征，逐一分析各反应：
①反应：$3CO + Fe_2O_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} 2Fe + 3CO_2$，生成物为2种，不属于化合反应；
②反应：$CaCO_3 \stackrel{高温}{=\!=\!=} CaO + CO_2↑$，反应物为1种，属于分解反应，不属于化合反应；
③反应：$C + CO_2 \stackrel{高温}{=\!=\!=} 2CO$，反应物2种、生成物1种，属于化合反应；
④反应：$C + O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} CO_2$，反应物2种、生成物1种，属于化合反应；
故属于化合反应的是③和④，答案选C。
【答案】C
【知识点】化合反应判断、炼铁原理
【点评】本题考查化合反应的基本概念，结合炼铁高炉中的具体反应类型进行判断，需准确掌握化合反应“多变一”的特征，属于基础题型。
【难度系数】0.7
7. 下图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是 【 】
A.澄清石灰水变浑浊,说明有$\ce{CO_{2}}$生成
B.该反应中,失去氧的物质是$\ce{CO}$
C.$\ce{CO}$具有可燃性
D.硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
A.澄清石灰水变浑浊,说明有$\ce{CO_{2}}$生成
B.该反应中,失去氧的物质是$\ce{CO}$
C.$\ce{CO}$具有可燃性
D.硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
答案
B
解析
【分析】
本题考查实验室模拟工业炼铁的相关知识，需结合炼铁反应原理及各物质的性质逐一分析选项。首先明确炼铁的核心反应为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，再对每个选项进行判断：A选项利用二氧化碳的检验方法分析；B选项结合氧化还原反应中得失氧的规律判断；C选项根据一氧化碳的可燃性分析；D选项根据反应前后固体成分变化分析。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：$\ce{CO_{2}}$能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，使澄清石灰水变浑浊，因此澄清石灰水变浑浊可说明反应生成了$\ce{CO_{2}}$，该选项分析正确。
选项B：在上述反应中，$\ce{CO}$夺取$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的氧生成$\ce{CO_{2}}$，发生氧化反应，是还原剂；$\ce{Fe_{2}O_{3}}$失去氧生成$\ce{Fe}$，发生还原反应，因此失去氧的物质是$\ce{Fe_{2}O_{3}}$，而非$\ce{CO}$，该选项分析错误。
选项C：装置末端的酒精灯可点燃尾气中的$\ce{CO}$，说明$\ce{CO}$能够燃烧，证明$\ce{CO}$具有可燃性，该选项分析正确。
选项D：硬质玻璃管中，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$固体转化为$\ce{Fe}$固体，反应过程中$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的氧元素被$\ce{CO}$夺去，因此固体总质量逐渐减小，该选项分析正确。
题目要求选择不正确的选项，故答案为B。
【答案】
B
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁、二氧化碳的检验、一氧化碳的化学性质
【点评】
本题是对实验室炼铁原理及相关物质性质的基础考查，需准确掌握氧化还原反应中得失氧的判断、各物质的特性，属于初中化学的常考基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查实验室模拟工业炼铁的相关知识，需结合炼铁反应原理及各物质的性质逐一分析选项。首先明确炼铁的核心反应为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，再对每个选项进行判断：A选项利用二氧化碳的检验方法分析；B选项结合氧化还原反应中得失氧的规律判断；C选项根据一氧化碳的可燃性分析；D选项根据反应前后固体成分变化分析。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：$\ce{CO_{2}}$能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，使澄清石灰水变浑浊，因此澄清石灰水变浑浊可说明反应生成了$\ce{CO_{2}}$，该选项分析正确。
选项B：在上述反应中，$\ce{CO}$夺取$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的氧生成$\ce{CO_{2}}$，发生氧化反应，是还原剂；$\ce{Fe_{2}O_{3}}$失去氧生成$\ce{Fe}$，发生还原反应，因此失去氧的物质是$\ce{Fe_{2}O_{3}}$，而非$\ce{CO}$，该选项分析错误。
选项C：装置末端的酒精灯可点燃尾气中的$\ce{CO}$，说明$\ce{CO}$能够燃烧，证明$\ce{CO}$具有可燃性，该选项分析正确。
选项D：硬质玻璃管中，$\ce{Fe_{2}O_{3}}$固体转化为$\ce{Fe}$固体，反应过程中$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中的氧元素被$\ce{CO}$夺去，因此固体总质量逐渐减小，该选项分析正确。
题目要求选择不正确的选项，故答案为B。
【答案】
B
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁、二氧化碳的检验、一氧化碳的化学性质
【点评】
本题是对实验室炼铁原理及相关物质性质的基础考查，需准确掌握氧化还原反应中得失氧的判断、各物质的特性，属于初中化学的常考基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
8. 向装有20 g Fe₂O₃的硬质玻璃管中通入CO，加热反应一段时间后，测得玻璃管中剩余固体质量为15.2 g。下列说法正确的是 【 】
A.该反应中，CO被还原
B.反应生成Fe的质量为15.2 g
C.反应生成CO₂的质量为16.5 g
D.参加反应的Fe₂O₃占原总质量的80%
A.该反应中，CO被还原
B.反应生成Fe的质量为15.2 g
C.反应生成CO₂的质量为16.5 g
D.参加反应的Fe₂O₃占原总质量的80%
答案
D
解析
【分析】本题考查一氧化碳还原氧化铁的相关计算，解题思路是利用反应前后固体质量的差值（差量法），该差值为氧化铁中参加反应的氧元素质量，结合化学方程式中各物质的质量关系，计算参加反应的氧化铁、生成的铁和二氧化碳的质量，再逐一判断选项的正误。
【解析】一氧化碳还原氧化铁的反应为：$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$。反应后固体质量减少，减少的质量是参加反应的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中氧元素的质量，即$\Delta m=20\ \mathrm{g}-15.2\ \mathrm{g}=4.8\ \mathrm{g}$。
设参加反应的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$质量为$x$，生成$\ce{Fe}$的质量为$y$，生成$\ce{CO_{2}}$的质量为$z$。根据化学方程式中固体质量差的关系：
$\ce{Fe_{2}O_{3} ~ 2Fe ~ 3CO_{2} ~ \Delta m}$
$\quad160\quad\quad112\quad\quad132\quad\quad48$
$\quad x\quad\quad\quad y\quad\quad\quad z\quad\quad4.8\ \mathrm{g}$
计算得：
$x=\frac{160×4.8\ \mathrm{g}}{48}=16\ \mathrm{g}$，参加反应的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$占原总质量的比例为$\frac{16\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{g}}×100\%=80\%$；
$y=\frac{112×4.8\ \mathrm{g}}{48}=11.2\ \mathrm{g}$，即生成$\ce{Fe}$的质量为11.2 g；
$z=\frac{132×4.8\ \mathrm{g}}{48}=13.2\ \mathrm{g}$，即生成$\ce{CO_{2}}$的质量为13.2 g。
逐一判断选项：
A. 反应中CO是还原剂，被氧化，不是被还原，错误；
B. 生成Fe的质量为11.2 g，不是15.2 g，错误；
C. 生成CO₂的质量为13.2 g，不是16.5 g，错误；
D. 参加反应的Fe₂O₃占原总质量的80%，正确。
【答案】D
【知识点】根据化学方程式计算，差量法应用，一氧化碳还原氧化铁反应
【点评】本题核心是差量法的应用，通过反应前后固体质量差简化计算，避免了复杂的过量判断，需明确固体质量差对应的是氧化铁中氧元素的质量，是解题关键，属于中等难度的化学计算题型。
【难度系数】0.5
【解析】一氧化碳还原氧化铁的反应为：$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$。反应后固体质量减少，减少的质量是参加反应的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$中氧元素的质量，即$\Delta m=20\ \mathrm{g}-15.2\ \mathrm{g}=4.8\ \mathrm{g}$。
设参加反应的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$质量为$x$，生成$\ce{Fe}$的质量为$y$，生成$\ce{CO_{2}}$的质量为$z$。根据化学方程式中固体质量差的关系：
$\ce{Fe_{2}O_{3} ~ 2Fe ~ 3CO_{2} ~ \Delta m}$
$\quad160\quad\quad112\quad\quad132\quad\quad48$
$\quad x\quad\quad\quad y\quad\quad\quad z\quad\quad4.8\ \mathrm{g}$
计算得：
$x=\frac{160×4.8\ \mathrm{g}}{48}=16\ \mathrm{g}$，参加反应的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$占原总质量的比例为$\frac{16\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{g}}×100\%=80\%$；
$y=\frac{112×4.8\ \mathrm{g}}{48}=11.2\ \mathrm{g}$，即生成$\ce{Fe}$的质量为11.2 g；
$z=\frac{132×4.8\ \mathrm{g}}{48}=13.2\ \mathrm{g}$，即生成$\ce{CO_{2}}$的质量为13.2 g。
逐一判断选项：
A. 反应中CO是还原剂，被氧化，不是被还原，错误；
B. 生成Fe的质量为11.2 g，不是15.2 g，错误；
C. 生成CO₂的质量为13.2 g，不是16.5 g，错误；
D. 参加反应的Fe₂O₃占原总质量的80%，正确。
【答案】D
【知识点】根据化学方程式计算，差量法应用，一氧化碳还原氧化铁反应
【点评】本题核心是差量法的应用，通过反应前后固体质量差简化计算，避免了复杂的过量判断，需明确固体质量差对应的是氧化铁中氧元素的质量，是解题关键，属于中等难度的化学计算题型。
【难度系数】0.5
9.某炼铁厂利用当地的煤炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料,其主要反应过程如下图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
据此回答问题。
(1)A的化学式为
(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理:
据此回答问题。
(1)A的化学式为
$\ce{CO_{2}}$
。(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理:
$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
。实际上高炉炼得的铁是生铁,生铁属于混合物
(填“纯净物”或“混合物”)。答案
(1) $\ce{CO_{2}}$
(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；混合物
(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；混合物
解析
【分析】
要解答本题，需结合高炉炼铁的原料反应原理分析：首先，焦炭在过量空气中高温燃烧，因空气充足，碳充分燃烧生成二氧化碳，可确定A的成分；其次，一氧化碳炼铁是利用一氧化碳还原赤铁矿（主要成分为氧化铁）；最后，生铁是铁的合金，需判断其物质类别。
【解析】
(1) 焦炭的主要成分是碳，在过量空气中高温时，碳充分燃烧生成二氧化碳，因此A的化学式为$\ce{CO_{2}}$；
(2) 一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金，由铁和碳等多种物质组成，属于混合物。
【答案】
(1) $\ce{CO_{2}}$；(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；混合物
【知识点】
碳的化学性质、一氧化碳还原氧化铁、生铁的组成
【点评】
本题围绕高炉炼铁的核心反应展开，考查基础的化学反应原理和物质分类知识，属于初中化学的常规考点，需准确记忆相关反应和概念。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需结合高炉炼铁的原料反应原理分析：首先，焦炭在过量空气中高温燃烧，因空气充足，碳充分燃烧生成二氧化碳，可确定A的成分；其次，一氧化碳炼铁是利用一氧化碳还原赤铁矿（主要成分为氧化铁）；最后，生铁是铁的合金，需判断其物质类别。
【解析】
(1) 焦炭的主要成分是碳，在过量空气中高温时，碳充分燃烧生成二氧化碳，因此A的化学式为$\ce{CO_{2}}$；
(2) 一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金，由铁和碳等多种物质组成，属于混合物。
【答案】
(1) $\ce{CO_{2}}$；(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；混合物
【知识点】
碳的化学性质、一氧化碳还原氧化铁、生铁的组成
【点评】
本题围绕高炉炼铁的核心反应展开，考查基础的化学反应原理和物质分类知识，属于初中化学的常规考点，需准确记忆相关反应和概念。
【难度系数】
0.5
10.郑州古荥镇发现的汉代冶铁遗址,证实中原炼铁历史悠久。炼铁高炉内主要物质间的转化关系如右图所示(“—”表示物质间能反应,“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分。写出物质A在生产、生活中的一种用途:
灭火（合理即可）
;A转化为D的化学方程式为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$
;C与D反应的化学方程式为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
。答案
灭火（合理即可）；$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$；$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
解析
【分析】
首先根据题目信息推断物质：赤铁矿的主要成分是$\ce{Fe_{2}O_{3}}$，故C为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$；B为固体燃料，结合炼铁的反应体系，推断B为碳（$\ce{C}$）；再根据转化关系：A与D可相互转化，B（$\ce{C}$）能生成A和D，且D可与$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应，推出A为$\ce{CO_{2}}$，D为$\ce{CO}$。再根据各物质的性质和转化关系解答问题。
【解析】
1. 物质A为$\ce{CO_{2}}$，其用途有灭火、作气体肥料等，合理即可；
2. A转化为D是$\ce{CO_{2}}$与碳在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$；
3. C（$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）与D（$\ce{CO}$）在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$。
【答案】
灭火（合理即可）；$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$；$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
【知识点】
碳及其氧化物转化；炼铁原理；化学方程式书写
【点评】
本题结合实际背景考查物质推断与化学方程式书写，需根据物质特征性质（赤铁矿成分、固体燃料）推断物质，再结合转化关系解答，是常见的化学推断题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先根据题目信息推断物质：赤铁矿的主要成分是$\ce{Fe_{2}O_{3}}$，故C为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$；B为固体燃料，结合炼铁的反应体系，推断B为碳（$\ce{C}$）；再根据转化关系：A与D可相互转化，B（$\ce{C}$）能生成A和D，且D可与$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应，推出A为$\ce{CO_{2}}$，D为$\ce{CO}$。再根据各物质的性质和转化关系解答问题。
【解析】
1. 物质A为$\ce{CO_{2}}$，其用途有灭火、作气体肥料等，合理即可；
2. A转化为D是$\ce{CO_{2}}$与碳在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$；
3. C（$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）与D（$\ce{CO}$）在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$。
【答案】
灭火（合理即可）；$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$；$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$
【知识点】
碳及其氧化物转化；炼铁原理；化学方程式书写
【点评】
本题结合实际背景考查物质推断与化学方程式书写，需根据物质特征性质（赤铁矿成分、固体燃料）推断物质，再结合转化关系解答，是常见的化学推断题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
