1、第 8 单元 课题 3 金属资源的保护和利用检测题趣味导读 随着人类航空航天事业的不断发展，人类在太空中发射的卫星和建立起来的空间站也在快速的增加。其中一些失效或因失控而不能进入预定轨道的卫星被称为太空垃圾。说它们是垃圾，实际上它们是非常宝贵的金属，像黄金、钛、钨等。如果能将它们修复或回收，将这些太空垃圾变废为宝，既能节约成本，还能带来可观的经济效益。为此，每年都有一批科学家乘坐航天飞机到空间站进行维修或将其带回地面重新利用。例如，1980 年发射的“太阳峰年观测卫星”运行还不到 1 年，就因为不能对太阳定向而成为废物。后来，空间科学家在“挑战者”号空间站内修好了它的对日定向系统，并加装了一台
2、观测器，挽回了 24 亿美元的经济损失。我们虽然不能进入太空，但在地面上同样可以爱护周围的金属资源。还等什么，让我们现在就开始了解一下如何保护和利用宝贵的金属资源吧!智能点拨 1、赤铁矿含三氧化二铁 80%，100 吨这种矿石可炼成含碳等元素 4%的生铁多少吨（已知在生产过程中铁的损失为 2%）? 分析解法一：100 吨矿石中的有效成分只有 80 吨，按反应的化学方程式先计算出理论上得到的纯铁的质量，然后再考虑所练的铁是含碳等元素 4%的生铁以及生产中有 2%的损失。计算过程如下：矿石中含三氧化二铁的质量是：10080%=80（吨）设在理论上生成的纯铁质量为 xFe2O3+3CO 2Fe+3C
3、O2 160 112 80 x160/80=112/xx=56（吨）因生产中损失的铁为 2%，实际上只能得到 98%的铁，即 56（1-2%）=54.9(吨)所炼的是生铁，含碳等元素 4%，即含铁 96%，因此，所得的生铁质量为54.9/（1-4%）=57.2（吨） 答：可炼得含碳等元素 4%的生铁 57.2 吨。解法二：解本题时，也可以考虑不列出化学方程式。因为从这个反应的生成物可以认识到，赤铁矿中所含的铁元素理论上都变成单质铁，每 1 单位质量的三氧化二铁中含有铁元素的质量是 则 80 吨三氧化二铁可在理论上制得的纯铁质量为 56 t 其他计算仍如上，这事实上是把化合物中元素百分含量的计算
4、方法引用到化学方程式的计算中。但是，这种引入是有条件的，即反应前的化合物中某指定元素在反应后只生成含这种元素的一种物质。2、钛（Ti）因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注，常温下钛不和废金属、弱酸反应，红热时，却可与许多常见非金属单质反应。钛是航空、宇航、军工、电力等方面的必需原料，地壳中含有钛矿石之一称金红石（TiO 2）。目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、碳粉混合在高温条件下通入氯气制得 TiCl4 和一种可燃性气体，该步反应的化学方程式是 ，该反应的还原剂是 。第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁，在加热条件下，与 TiCl4反应制得金属钛。（1）此反应的化学方程式是 。（
5、2）如何由上述所答大产物中获得纯净金属钛？简述主要实验步骤并写出有关反应化学方程式 。思路解析：第一步：反应物为 TiO2、C 和 Cl2，而产物为 TiCl4，可燃性气体为 CO，反映中得养的物质为还原剂。则答案为：TiO 2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO；碳粉。第二步：氩气作反应条件。(1)2Mg+TiCl4 Ti+2MgCl2。 （2）因为 Mg 过量，MgCl 2可溶于水，所以产物为 Ti 与 Mg 的混合物。而 Ti 不溶于弱酸，因此可以用酸除去 Mg。将产物溶于足量的盐酸后，加水使其充分溶解、过滤，并将滤渣洗涤干燥即得到金属钛。2HCl+Mg=MgCl2+H2。随堂反馈 1.
6、被雨水淋湿的自行车必须先用干布擦净后，再用带油的布擦，其理由是（ ）A市自行车更加润滑、运转灵活 B防止铁在干燥空气中被氧化C擦油保持自行车的光亮 D防止铁与水接触在空气中生锈 2.下列说法中错误的是（ ）A旅客做制造飞机的材料 B锌常用来做干电池的正极C铜在国防工业中用于制在枪弹、炮弹 D钢的性能比生铁的性能优越3.昆明市一些街头安放了“可回收垃圾”和“不可回收垃圾”两类垃圾箱，其中可以回收的垃圾如：废弃的铜丝、废钢铁、铝制易拉罐等。根据物质的分类他们属于（ ）A.纯净物 B.化合物 C.非金属 D.金属或合金 课后沟通 火眼金睛1下列说法中不正确的是（ ）A在空气中不燃烧的物质，在氧气中也
7、一定不燃烧B钢铁生锈、白磷自燃都是缓慢氧化的结果C不使用催化剂，加热氯酸钾就不能分解出氧气 D使用催化剂可以使氯酸钾分解出比理论值更多的氧气2下列说法正确的是（ ）A生铁是含有杂质很多的铁 B钢的含碳量越高，硬度越大，韧性越差C白口铁简称白铁 D高温下，CO 能将 Fe2O3中的铁置换出来 3化学反应往往需要在一定的条件下进行。通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至组织反应的进行。下列所反映的措施中，能加快其化学反应速率的是（ ）A.铁门表面喷漆 B.冰箱保存食物C.用扇子扇煤炉火，火会更旺 D.将木头电线杆埋入地下的部分用火微微烧焦4等质量的 A、B 两种金属，分别与质量分数相同的足量分数
8、相同的足量稀盐酸反应（已知，A、B 在生成物中均为+2 价），生成氢气的质量和反应时间的关系如图所示，则下列判断正确的是（ ）A金属 A 比金属 B 活泼B相对原子质量：ABCA、B 均消耗完时，所得溶液的质量均比反应前各自酸溶液的质量大DA、B 均消耗完时，产生氢气的质量：A）、赤铁矿（主要成分是 Fe2O3）、褐铁矿（主要成分是 Fe2O33H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是 FeS2）。你认为最适合炼铁的两种矿石是 和 ，理由 。（至少写出两条） 3有汽车、机器上的齿轮、门把手、锯条、铁柜、铁轴、剪刀等几种铁制品，为防止它们生锈，通常适合采用下面哪种方法？（1）
9、在表面刷一层油漆_；（2）在表面涂上机油_；（3）在表面上镀上一层其他金属_；（4）使其表面氧化成致密的氧化膜_。我国最早人工冶炼铁的制品时甘肃灵台出土的秦国铜柄钢剑，这说明在春秋战国时期我国已经掌握了冶炼铁的技术。经分析测试该钢剑属于铁的合金，铁的合金又生铁和钢，钢是含碳量在 之间的铁的合金。钢的含碳量越高，钢的硬度也越（填大或小）。钢剑由于年代久远，表明出现一层铁锈，铁锈的主要成份是（填化学式） ，铁锈是由于铁跟 （填化学式或名称）发生反应生成。 在切过咸菜的菜刀的同一面上选相近的三处进行下列实验：（1）一处用湿棉球湿润；（2）另一处用干布擦干；（3）第三处用干布擦干后，涂上一层食用油。放
10、置一昼夜，观察菜刀三处表面是否相同？_。为什么？ 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中_、_、_、_、_等储量居世界前列，_、_、_等储量在世界上也占有重要地位。人类每年要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨的金属。其中，提取量最大的是_。 用赤铁矿（主要成分是 Fe3O4）为原料炼铁，主要反应的化学反方程式是_。在此反应中，氧化剂是_，还原剂是_，铁元素的化合价由_价变为_价。 距今 2 000 多年前，我国古代劳动人民已掌握了炼铁的技术，他们将碳不完全燃烧产生一氧化碳，在高温下利用一氧化碳将磁铁矿还原为铁。请写出上述两个反应的化学方程式：_；
11、_。 实验探究小强家的电线晚上出了问题。几个电灯忽亮忽灭，爸爸说一定是电路中有接触不良的地方，他又干燥的木棍轻轻拨动屋檐下的电线，几经周折才恢复了正常。第二天，小强帮电工师傅一起查找线路故障，它们检查了电线的每一部位，直到检查一处铜线和铝线的接口处才发现了问题。他们发现上面“：长满了 ” 灰色、绿色的粉末。师傅说：；铝线、铜线的急额扣除已生锈，问题往往出在这些地方。小强对师傅的话半信半疑，又检查一遍，确实是铝铜接口处生了锈，而铝铝接口处和铜铜接口处都没有生锈。这是必然的还是偶然原因造成的？只有铝铜接口处容易生锈吗？不同金属的接口处都容易生锈吗？小强想通过实验弄明白这些问题。他找到了铜丝、铝丝、
12、铁丝和锌条，想模仿在自然条件下，研究较长时间后导线接口处的生锈情况。请你和小强一起完成下列问题：（1）怎样设计这个实验？请写出实验步骤和操作方法。（2）通过几个月的观察，若得出“只要是不同种金属相互连接，就比同种金属相互连接容易生锈”的结论，那么上面所设计的实验在几个月后出现的现象应分别是： （3）为避免类似小强家断电现象的发生，安装民用线路时，请你给电工师傅提出建议。（4）在你学习和生活接触到的用品中，还有类似现象发生吗（举出一例即可）？对防止这类锈蚀你有何建议？社会调查日常所用罐装饮料多数都是由铝制成的，因为铝既轻巧又柔软。汽水罐饮用之后也可以收集起来循环制造；洁净后加热，使铝熔化成液体，
13、便可以再成为汽水罐或者是煮食炉上的锡纸了。除了铝之外，日常生活中的纸张也是一种普遍被循环再造的物料，报纸、杂志或书本经过再造后可以成为再造纸或纸皮箱。为了节省地球上的资源，我们可以把金属再用、再造、或用其它物料取代。请调查生活中还有哪些物料可以循环利用，或者对可以循环利用但是没有循环利用的物料提出你的建议。计算小雷台1、用 2 000 t 含杂质 25%的赤铁矿石，可炼出多少吨铁？2、要炼出含有 2%杂质的铁 1 600 t，需要氧化铁质量分数为 80%的赤铁矿多少吨？课外阅读 对垃圾进行资源化处理我国是“人口大国”，这就意味着，我们同时是个“垃圾大国”。据有关部门统计，全国每年仅城镇垃圾总量
14、就达 1.5 亿吨。而对其处理，基本上采取的都是较为原始的“搬家政策“，这不仅转播细菌，污染环境，甚至会破坏生态平衡。同时，较为原始的垃圾处理方法，还使每年因此而丢掉价值高达 250 亿元的可再生资源。 事实上，垃圾可回收利用的东西很多，如废纸废铁的再生产；一些包装物的再重复多次使用；一些资源进行能源转换（垃圾沼汽发电）等，都可以使之成为新的生产要素，重新回到生产和消费的循环中去，即科学合理地处理垃圾。 目前，世界一些主要物资总产量中，依靠再生资源加工制成大占有相当比例，其中铜为 45%、铝为 22%、锌为 30%、纸张为 35%。每回收利用 1 吨废钢铁炼钢，可以节省各种矿石近 20 吨废纸，可以节约近 4 立方米木材、烧碱 300 公斤、电 300 度。而资源耗用减少 0.6 个单位。其中蕴含巨大的经济价值和环保价值。 美国“新兴预测委员会”和日本“科技厅”等有关专家预测：在未来 30 年间，全球在能源、环境、农业、食品、信息技术、制造业和医学等领域，将出现“10 大新兴技术”，其中有关“垃圾处理“的新兴技术被排在第 2 位。随着这类新兴技术的出现、成熟和产业化，在下个世纪头 10 年内，发达国家日常生活垃圾中的 50%将被回收利用。
