《2026年天利38套中考试题分类九年级化学》

12.(2025·湖北)钢铁工业加速绿色转型，由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上，开发了氢基竖炉炼铁新工艺，其流程如图乙。

(1)赤铁矿石主要成分Fe₂O₃中铁元素的化合价为+3。
(2)炼铁高炉进风口附近的反应，主要生成CO₂而不是CO的原因是进风口附近氧气充足。
(3)新工艺绿色环保，“还原反应室”中主反应为$Fe₂O₃+3H₂\xlongequal{高温}2Fe+3X。$
①X的化学式为\mathrm{H_{2}O}。
②该反应属于c(填字母)。
a. 化合反应
b. 分解反应
c. 置换反应
d. 复分解反应
(4)图乙中合成气由甲烷和水反应制得，也可由焦炭制得：$C+H₂O\xlongequal{高温}H₂+CO。$消耗相同质量的水时，理论上前者与后者制得H₂的质量比为3:1。

答案： 12.
(1)+3
(2)进风口附近氧气充足
$(3)①\mathrm{H_{2}O} ②\mathrm{c}$
(4)3:1
【解析】铁的冶炼
(1)氧元素在化合物中常显-2价，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可知，$\mathrm{Fe_{2}O_{3}}$中铁元素的化合价为$\frac{0-(-2)×3}{2}=+3。$
(2)由于进风口附近氧气充足，碳燃烧充分，所以进风口主要生成$\mathrm{CO_{2}}$而不是$\mathrm{CO}。$
(3)①根据化学反应前后原子的种类和个数都不变可知，X的化学式为$\mathrm{H_{2}O}。$②该反应是一种单质$(\mathrm{H_{2}})$与一种化合物$(\mathrm{Fe_{2}O_{3}})$作用生成另一种单质$(\mathrm{Fe})$和另一种化合物$(\mathrm{H_{2}O})$的反应，属于置换反应。
(4)用甲烷与水反应制得合成气的化学方程式为$\mathrm{CH_{4}+H_{2}O\xlongequal{催化剂}3H_{2}+CO}，$用焦炭制得合成气的化学方程式为$\mathrm{C+H_{2}O\xlongequal{高温}H_{2}+CO}，$分析两个反应的化学方程式可知，消耗相同质量的水时，理论上前者与后者制得$\mathrm{H_{2}}$的质量比为3:1。