《2025年实验班提优训练九年级科学上册浙教版》

1.(2024·乐山中考)铁有多种氧化物,为探究其中一种氧化物${Fe_{x}O_{y}}$的组成,某同学将$m\ \text{g}\ {Fe_{x}O_{y}}和10\ \text{g}\ {CO}$置于密闭容器中在高温下发生反应。反应开始至某时刻,测得容器中部分物质的质量变化关系如图所示。下列说法正确的是(D)。


A.a 表示${Fe}$的质量变化
B.$n= 5.6$
C.${Fe_{x}O_{y}}中x:y= 2:3$
D.$m\geqslant11.6$

答案： D [解析]一氧化碳和铁的氧化物反应生成铁和二氧化碳,随着反应的进行,二氧化碳的质量逐渐增大,一氧化碳的质量逐渐减少,铁的质量逐渐增大,则a表示CO的质量变化,b表示Fe的质量变化,A错误;当生成8.8g二氧化碳时,根据碳元素质量守恒,则参加反应的一氧化碳的质量为$\frac{8.8\,\text{g}× \frac{12}{44}× 100\%}{\frac{12}{28}× 100\%}=5.6\,\text{g}$,则n g=10 g-5.6 g=4.4 g,B错误;当生成8.8g二氧化碳时,生成铁的质量为8.4g,参加反应的一氧化碳的质量为5.6g,根据质量守恒定律,则参加反应的铁的氧化物的质量为8.8g+8.4g-5.6g=11.6g,根据铁元素质量守恒,铁的氧化物中铁元素的质量为8.4g,则氧元素的质量为11.6g-8.4g=3.2g,则${Fe_xO_y}$中$x:y=\frac{8.4\,\text{g}}{56}:\frac{3.2\,\text{g}}{16}=3:4$,C错误;由上述分析可知,参加反应的铁的氧化物的质量为11.6g,则加入的铁的氧化物的质量m g≥11.6g,D正确。

2. 用图1装置还原{Fe_{2}O_{3}}的过程中,常常先生成{Fe_{3}O_{4}},后生成{FeO},最后生成{Fe}。现实验室用{CO}还原$24\ \text{g}\ {Fe_{2}O_{3}},$测得残留固体的质量随温度的变化如图2所示(图中各点对应固体均为纯净物)。下列说法不正确的是( B )。


A.实验时应先通入一氧化碳,再加热玻璃管
B.当温度为$300～500\ ^{\circ}\text{C}$时,氢氧化钠溶液共增重$0.8\ \text{g}$
C.$B\rightarrow C发生反应的化学方程式为{Fe_{3}O_{4} + CO\xlongequal{500～600\ ^{\circ}\text{C}}3FeO + CO_{2}}$
D.$m= 16.8$

答案： B [解析]实验时应先通入一氧化碳,再加热玻璃管,A正确;当温度为300～500℃时,固体质量减少了24g-23.2g=0.8g,减少的质量是固体中氧元素的质量,由于生成的二氧化碳中一半的氧元素来自该反应的金属氧化物,故生成的二氧化碳的质量为$\frac{0.8\,\text{g}}{\frac{16}{44}× 100\%}=2.2\,\text{g}$,氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳,故氢氧化钠溶液增重2.2g,B错误;B→C发生反应的化学方程式为${Fe_3O_4 + CO\xlongequal{500\text{～}600℃}3FeO + CO_2}$,C正确;m点的固体成分为铁,24g${Fe_2O_3}$完全反应生成的铁的质量为$24\,\text{g}× \frac{112}{160}× 100\%=16.8\,\text{g}$,故m=16.8,D正确。

3.(2025·金华义乌期中)人类要在月球上居住,首先离不开淡水和氧气,而月球上的水主要以气态水和固态水的形式存在,也没有可直接呼吸的空气。科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿,成分为${TiO_{2}}$、${Fe_{2}O_{3}}$的混合物,利用${CO}$将这些矿石还原来提炼单质钛和铁,若用氢气还原,可以得到淡水。将这些矿石通电,还可以从中分离出氧气。

(1)从铁生锈条件来分析,月球上铁制品______不易(填“易”或“不易”)生锈,原因是______铁生锈需要与氧气和水同时接触,月球上没有太多的液态水和空气,不满足铁生锈的条件。
(2)现利用${CO}来还原{TiO_{2}}$、${Fe_{2}O_{3}}$的混合物提炼单质钛和铁,装置如图所示,就实验操作顺序的问题,两位同学出现了分歧。小月认为先通一段时间${CO}$以排空装置内空气,然后再点燃C和A处的酒精灯,小亮认为这样做不好；小亮认为先点燃C和A处的酒精灯,然后再通${CO}$,小月又提出反对。老师认为他们的操作都有一定道理,请你帮助这两位同学解决他们的困难,你的办法是______先点燃C处的酒精灯,再通CO排尽装置内空气,最后点燃A处酒精灯。

答案：
(1)不易 铁生锈需要与氧气和水同时接触,月球上没有太多的液态水和空气,不满足铁生锈的条件
(2)先点燃C处的酒精灯,再通CO排尽装置内空气,最后点燃A处酒精灯

4. 用含有二氧化碳和水蒸气两种杂质的某种还原性气体(氢气和一氧化碳中的一种)测定某种铁的氧化物(${Fe_{x}O_{y}}$)的组成,实验装置如图所示。据图回答下列问题：

(1)实验过程中,丁装置没有明显变化,而戊装置的溶液中出现了白色沉淀,则该还原性气体是______一氧化碳或CO。
(2)当丙装置中的${Fe_{x}O_{y}}$全部被还原后,称量剩余固体的质量为$16.8\ \text{g}$,同时测得戊装置的质量增加了$17.6\ \text{g}$。则该铁的氧化物的化学式为______${Fe_3O_4}$。

答案：
(1)一氧化碳或CO
(2)${Fe_3O_4}$ [解析]
(1)丁装置盛放的是无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水会变蓝,用于检验是否有水生成,丁装置没有明显变化,说明没有水生成,故该还原性气体不是氢气,戊装置盛放的是澄清石灰水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用于检验是否有二氧化碳生成,戊装置中出现了白色沉淀,说明生成了二氧化碳,故该还原性气体是一氧化碳;
(2)丙装置中的${Fe_xO_y}$全部被还原,剩余固体为生成的铁的质量,戊装置中盛放的澄清石灰水吸收二氧化碳导致质量增加,增加的质量为二氧化碳的质量,根据化学方程式计算:${yCO + Fe_xO_y\xlongequal{\text{高温}}xFe + yCO_2}$
56x 44y
16.8g 17.6g
$\frac{16.8\,\text{g}}{17.6\,\text{g}}=\frac{56x}{44y}$ $\frac{x}{y}=\frac{3}{4}$,故该铁的氧化物是四氧化三铁,化学式为${Fe_3O_4}$。