7. 新趋势 传统文化 （2026·河北廊坊期末）《天工开物》中记载了“火法炼锌”的方法：把炉甘石(主要成分是$\ce{ZnCO_{3}}$)和煤炭饼装入炼锌罐泥封，“其底铺薪，发火煅红”，高温下的产物是锌和一氧化碳，“冷定毁罐取出”得到金属锌。下列分析错误的是（
B
）
A.炉甘石和煤炭都是混合物
B.$\ce{ZnCO_{3}}$中碳元素的化合价为$+2$
C.炼锌原理是$\ce{2C + ZnCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}Zn + 3CO\uparrow}$
D.“冷定毁罐取出”的目的是防止金属锌与氧气反应
答案：B
解析:炉甘石的主要成分是碳酸锌,此外还含有其他杂质,属于混合物,煤炭的主要成分是碳,属于混合物,故A正确;在化合物中锌元素显+2价,氧元素一般显-2价,设$\ce{ZnCO_{3}}$中碳元素的化合价是$x$,根据化合物中各种元素化合价的代数和等于零,可得:$(+2)+x+(-2)×3=0$,则$x=+4$,故B错误;炉甘石的主要成分是碳酸锌,获得金属锌的化学方程式为$\ce{2C + ZnCO_{3}\xlongequal{高温}Zn + 3CO\uparrow}$,故C正确;在加热条件下锌会和空气中的氧气反应,则“冷定”后再“毁罐”取锌是为了防止锌重新被氧化,故D正确。
解析：
【分析】
本题结合传统文化中的火法炼锌工艺，考查混合物判断、化合价计算、化学方程式书写及金属的化学性质，需逐一分析每个选项，结合对应化学知识判断正误，找出错误选项。
【解析】
选项A：炉甘石主要成分为$\ce{ZnCO_{3}}$，还含其他杂质；煤炭主要成分为碳，也含其他杂质，二者均属于混合物，A正确。
选项B：化合物中锌元素显$+2$价，氧元素显$-2$价，设$\ce{ZnCO_{3}}$中碳元素化合价为$x$，根据化合物中正负化合价代数和为0，得$(+2)+x+(-2)×3=0$，解得$x=+4$，并非$+2$，B错误。
选项C：根据题目信息，反应物为$\ce{C}$和$\ce{ZnCO_{3}}$，高温下生成$\ce{Zn}$和$\ce{CO}$，配平后化学方程式为$\ce{2C + ZnCO_{3}\xlongequal{\mathrm{高温}}Zn + 3CO\uparrow}$，C正确。
选项D：锌在高温下易与氧气反应，“冷定”后取锌是为了防止锌被氧化，D正确。
【答案】
B
【知识点】
混合物判断、化合价计算、化学方程式书写
【点评】
本题以传统文化中的炼锌方法为载体，考查基础化学知识，知识点均为初中化学核心内容，难度较低，需学生准确掌握物质分类、化合价计算等基础技能。
【难度系数】
0.3
8. 用如图 1 所示装置进行 $\ce{CO}$ 还原 $\ce{Fe_{2}O_{3}}$ 的实验,装置中固体的质量随通入 $\ce{CO}$ 气体的质量变化如图 2 所示。下列分析正确的是 （
D
）
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分解反应生成铁单质
D.$c∼ d$ 段继续通入 $\ce{CO}$ 的目的是防止液体倒吸
答案：D
解析：
【分析】
要解决本题，需掌握CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$的实验操作步骤、反应原理及各阶段的现象与目的：实验时先通入CO排尽装置内空气，防止加热时CO与空气混合爆炸；再加热使CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$生成Fe和$\ce{CO_{2}}$；反应结束后继续通CO至玻璃管冷却，防止生成的Fe被氧化，同时防止倒吸。结合图2的固体质量变化，a~b段为通CO排空气阶段，b~c段为反应阶段，c~d段为冷却阶段，据此分析各选项。
【解析】
CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$的反应为$\ce{3CO + Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$，实验操作要点：①先通CO排空气，再加热；②反应结束后继续通CO至冷却。
选项A：a点时装置内空气未排尽，若点燃酒精喷灯，CO与空气混合加热会发生爆炸，应先通CO排空气后再加热，故A错误。
选项B：a~b段未发生反应，无$\ce{CO_{2}}$生成，澄清石灰水不会变浑浊；b点后反应开始生成$\ce{CO_{2}}$，澄清石灰水才会变浑浊，故B错误。
选项C：b~c段的反应物为$\ce{CO}$和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$两种物质，不符合“一变多”的分解反应特征，故C错误。
选项D：c~d段反应结束，继续通CO可防止高温下生成的Fe被氧化，同时防止澄清石灰水倒吸进硬质玻璃管，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁实验、化学实验基本操作
【点评】
本题考查CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$的基础实验知识，需准确掌握实验步骤顺序、反应类型判断及操作目的，易错点为实验操作的先后顺序，属于初中化学核心基础题。
【难度系数】
0.5
9. 利用甲酸(HCOOH)与浓硫酸制备CO，并用
如图实验装置验证CO的有关性质。已知：
$\ce{HCOOH\xlongequal[浓硫酸]{60∼ 80\;° C} CO\uparrow + H_{2}O}$。下列说法
不正确的是（
C
）
A.装置丙的作用是防止倒吸
B.装置丁既可检验$\ce{CO_{2}}$，又可收集$\ce{CO}$
C.操作时，先点燃乙处的酒精灯，再滴加$\ce{HCOOH}$
D.随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生$\ce{CO}$气体速率减小
答案：C
解析:装置丙连接在乙和丁之间,当装置内压强变化时可防止丁中液体倒吸进入乙中,故A正确;丁处澄清石灰水可以检验并吸收二氧化碳,而一氧化碳与澄清石灰水不反应,且难溶于水,可以被收集,故B正确;一氧化碳属于易燃易爆气体,与空气混合后受热可能发生爆炸,需要先生成一氧化碳排尽装置内部的空气,再点燃乙处的酒精灯,故C错误;浓硫酸有吸水性,随着反应进行,生成物中的水使浓硫酸浓度逐渐降低,则反应速率变慢,产生一氧化碳速率减小,故D正确。
解析：
【分析】本题围绕甲酸制备CO并验证其性质的实验展开，需结合实验原理、装置作用、操作规范等逐一分析选项。明确各装置功能：甲为CO发生装置，乙为CO还原Fe₂O₃的装置，丙是防倒吸的安全瓶，丁用于检验CO₂并收集CO，戊处理尾气，再判断各选项描述是否正确。
【解析】逐一分析各选项：
1. 选项A：装置丙是安全瓶，当装置内压强变化时，可防止丁中液体倒吸入乙装置，避免乙装置受影响，故A正确。
2. 选项B：装置丁中澄清石灰水遇CO₂变浑浊，可检验CO₂；CO不与澄清石灰水反应且难溶于水，会将丁中液体压入戊，从而收集CO，故B正确。
3. 选项C：CO是易燃易爆气体，若先点燃乙处酒精灯再滴加HCOOH，生成的CO会与装置内空气混合，加热时易爆炸，正确操作应先滴加HCOOH排尽空气，再点燃酒精灯，故C错误。
4. 选项D：浓硫酸有吸水性，反应生成的水使浓硫酸浓度降低，反应物浓度减小，反应速率减慢，产生CO的速率减小，故D正确。
【答案】C
【知识点】CO的制备、CO的性质、实验操作安全
【点评】本题考查CO制备及性质实验的综合分析，涉及装置作用、操作顺序、反应速率影响因素等，需掌握实验原理和注意事项，逐一排查选项，难度适中。
【难度系数】0.5
10.
亮点原创·“铁树银花落，万点星辰开。”打铁花是流传于豫晋地区的一种民俗文化表演技艺，是国家级非物质文化遗产之一，至今已有千余年历史。打铁花的铁水最早是用耕田的坏犁铧或生铁熔化而成，我国炼铁始于春秋时代，随后规模和技术不断发展。
(1) 写出以磁铁矿为原料炼铁的化学方程式：
$\ce{Fe_{3}O_{4} + 4CO\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_{2}}$
。
(2) 工业炼钢时，炼钢炉内用纯氧而不用空气的原因是
促使反应更加剧烈，并获得更多的能量
。
(3) 若工业上用1000 t含氧化铁为80%的赤铁矿(假设炼制过程中铁矿石的利用率为90%)，理论上可以炼出铁的质量为多少(写出计算过程)？
答案：(1) $\ce{Fe_{3}O_{4} + 4CO\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_{2}}$
(2) 促使反应更加剧烈，并获得更多的能量
(3) 解:设理论上可以炼出铁的质量为$x$。
$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}3CO_{2} + 2Fe}$
$160\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 112$
$1\ 000\ \mathrm{t}×80\%×90\%\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x$
$\dfrac{160}{112}=\dfrac{1\ 000\ \mathrm{t}×80\%×90\%}{x}\ \ \ \ \ x=504\ \mathrm{t}$
答:理论上可以炼出铁的质量为504 t。
解析：
【分析】
本题围绕铁的冶炼、炼钢的化学知识展开，分为三个小问。第(1)问需明确磁铁矿的主要成分，掌握一氧化碳还原金属氧化物炼铁的反应原理，正确书写化学方程式；第(2)问要结合反应剧烈程度与能量供给，理解工业炼钢选择纯氧而非空气的原因；第(3)问是根据化学方程式的计算，需先确定实际参与反应的氧化铁质量（考虑矿石利用率），再利用反应中氧化铁与铁的质量关系列式计算，注意步骤规范性。
【解析】
(1) 磁铁矿的主要成分为$\ce{Fe_{3}O_{4}}$，工业上用一氧化碳在高温下还原四氧化三铁炼铁，反应的化学方程式为：$\ce{Fe_{3}O_{4} + 4CO\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_{2}}$。
(2) 工业炼钢时，炼钢炉内用纯氧而不用空气，是因为纯氧能使炼钢过程中的反应（如碳与氧气的反应）更加剧烈，同时可以获得更多的能量，提高炼钢效率；而空气中的氮气等不参与反应，还会带走部分热量，不利于反应进行。
(3) 解：设理论上可以炼出铁的质量为$x$。
工业上用赤铁矿炼铁的反应原理为：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
反应中$\ce{Fe_{2}O_{3}}$与$\ce{Fe}$的质量比为$160:112$。
已知赤铁矿质量为$1000\ \mathrm{t}$，含氧化铁$80\%$，利用率为$90\%$，则实际参与反应的氧化铁质量为$1000\ \mathrm{t}×80\%×90\%$。
根据化学方程式的质量关系列比例式：
$\dfrac{160}{112}=\dfrac{1000\ \mathrm{t}×80\%×90\%}{x}$
解得：$x=504\ \mathrm{t}$
答：理论上可以炼出铁的质量为$504\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1) $\ce{Fe_{3}O_{4} + 4CO\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_{2}}$
(2) 促使反应更加剧烈，并获得更多的能量
(3) $504\ \mathrm{t}$
【知识点】
铁的冶炼、化学方程式书写、根据化学方程式的计算
【点评】
本题结合民俗文化打铁花考查铁冶炼的核心知识，涵盖化学方程式书写、工业炼钢原理及相关计算，题目基础且贴近生活，知识点覆盖全面，难度适中，适合巩固金属冶炼的基础内容。
【难度系数】
0.7
