1、课题 3 金属资源的利用和保护第 1 课时 炼铁1.高炉炼铁时的原料为焦炭等，虽然焦炭也具有还原性，但炼铁的主要反应原理是在高温下，CO 夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来：3CO+Fe 2O3 2Fe+3CO2，该反应不属于置换反应。2.CO 还原金属氧化物的操作步骤可以巧记为“气灯灯气；前防爆炸、后防氧化” 。CO 具有可燃性，在实验操作时要先通 CO 排净装置内的空气，然后再加热，以免加热时 CO 与空气混合可能会发生爆炸。在实验完毕后应先停止加热，继续通入 CO 至装置冷却，其目的是防止生成的铁在较高温度下重新被空气中的氧气氧化。1.工业炼铁与实验室“炼铁”的比较(1)还原剂不同。工业炼铁
2、的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气，焦炭和空气发生一系列化学反应，得到一氧化碳，同时放出大量的热，为反应提供高温条件，而实验室“炼铁”采用直接通入还原剂一氧化碳气体的方法。(2)设备不同。工业炼铁使用高炉，可实现连续投料、连续生产，而实验室“炼铁”使用硬质玻璃管，用酒精喷灯来实现“高温”条件。(3)产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁，实验室“炼铁”能得到较纯净的铁。2.实验室用一氧化碳还原氧化铁时装置一定不能漏气。因为一氧化碳有剧毒，故尾气要处理，一般用点燃的方法，也可以用气球收集。3.化学方程式表示的是各物质间的关系，因此，在计算时，必须用纯净物的质量。知识点一 金属的冶炼1.地球上
3、的金属资源除_等少数以单质形式存在以外，其余都以化合物形式存在。2.一氧化碳还原氧化铁的实验：(1)实验现象：红色粉末逐渐变成_色；澄清的石灰水_；尾气燃烧产生_色火焰。(2)化学方程式：_。(3)实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成_。3.工业炼铁：(1)设备：_；(2)原料：_ ；(3)炼铁高炉中发生反应的三个化学方程式为_ 。知识点二 混合物、纯净物和纯度之间的关系4.(1)纯净物的质量=_；(2)混合物的质量=_ ；(3)纯净物质量分数(又称纯度)=_。1.人类开发利用金属单质的年代与金属活动性顺序有着某种联系，因此下列金属中，人类开发利用的年代最迟的是( )A.铜 B.铁 C.铅
4、D.铝2.(常州中考) 工业炼铁的主要设备是( )A.平炉 B.高炉 C.电炉 D.转炉3.工业炼铁的主要原料中，正确的一组是( )铁矿石焦炭一氧化碳石灰石空气A. B. C. D.4.某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制铁。若要炼制含铁 96%的生铁 63 t，假设在炼制过程中损失 10%的铁元素，则理论上需要含杂质 20%的赤铁矿石的质量是( )A.120 t B.108 t C.96 t D.84 t5.如图所示，甲图是一氧化碳与氧化铁的反应装置示意图，乙图是高炉炼铁示意图。请回答下列问题：(1)写出甲图中的实验现象：_。(2)甲图中装置的不足之处是：_。(3
5、)请写出高炉中生成铁的化学方程式：_。6.化学造福人类。下图中金属材料的冶炼和应用体现了人类社会不断发展、进步的是( )A. B.只有C.只有 D.只有7.用如图所示装置还原氧化铁，已知实验过程中除生成铁外还可能生成四氧化三铁、氧化亚铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是( )A.实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁B.实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成C.反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成D.右端酒精灯点燃的目的是为了减少空气污染8.(重庆中考) 用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引起酸雨的是( )A.辉铜
6、矿 (主要成分 Cu2S)B.赤铁矿( 主要成分 Fe2O3)C.磁铁矿(主要成分 Fe3O4)D.铝土矿(主要成分 Al2O3)9.某化学小组的同学利用混有少量 CO2 的 CO 气体还原氧化铁，并验证反应后的气体产物。实验室现有如图所示实验装置(可重复使用 )，按气体从左到右的方向，装置连接顺序正确的是 (提示：NaOH 溶液的作用是吸收二氧化碳气体)( )A.甲乙 丙丁B.甲丙乙丁C.乙甲丙甲丁D.乙甲丙乙丁10.（葫芦岛中考）如图所示的是一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题： （1 ）一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为_。（2 ） A 处的现象是_；B 处的现象是_。（3 ） C 处
7、酒精灯的作用是_。11.（西双版纳中考）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应。用 1 000 t 赤铁矿石（主要含 Fe2O3） ，理论上可以炼出 560 t 纯铁，求这种赤铁矿石中 Fe2O3 的质量分数。12.(南平中考) 在工业制取硫酸的过程中，有发生如下反应：4FeS 2+11O2 点 燃 2Fe2O3+8SO2。现有含FeS260%的黄铁矿 100 t(假设杂质不参加反应)，最多可生产 SO2 多少吨？第 2 课时 金属资源保护1.铁生锈条件：与氧气、水同时接触，发生化学反应。2.防止铁生锈常采用的方法:(1)干：保持铁制品表面洁净和干燥。(2)膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、
8、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。(3)镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。(4)烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。(5)改：改善金属的本质，添加合金元素，如在铁制品中加入镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。3.金属资源的保护(1)保护金属资源的原因：金属资源是有限的，而且不可再生；废旧金属的随意丢弃不仅造成资源的浪费，还会造成环境的污染。(2)保护金属资源的有效途径：防止金属锈蚀；回收利用废旧金属；有计划、合理地开采矿物；寻找金属的替代品。1.铁燃烧与铁生锈的实质相同，发生的都是氧化反应。但也有区别：铁燃烧是剧烈的氧化反应，条
9、件是铁丝在氧气(并非空气)中燃烧，其产物是 Fe3O4，呈黑色，其中部分铁元素显+2 价，部分铁元素显+3 价；而铁生锈则属于缓慢氧化，条件是铁与氧气、水同时接触，其产物是铁锈，主要成分是 Fe2O3，呈红褐色，其中的铁元素显+3 价。2.铁生锈与铝生锈的区别(1)铁锈(主要成分是 Fe2O3xH2O)很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。(2)铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝制品比铁制品耐腐蚀。知识点一 铁制品的锈蚀1.(1)铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的_、_ 等发生化学反应的过程。(2)铁锈
10、主要成分是_，很_，不能阻止里层的铁被腐蚀。知识点二 防止铁生锈的方法2.(1)隔绝 _和_，如在铁制品表面_、_、电镀等。(2)改变铁的组织结构，可制成耐腐蚀的合金，如。知识点三 金属资源的保护3.(1)防止金属_ ；(2)金属的_；(3)_、_地开采矿物；(4)寻找_。1.我们在日常生活中，经常会见到许多铁制品表面都喷上了油漆，其目的是( )A.防止铁生锈，而且美观 B.增加厚度，防止磨损 C.增大硬度，防止破坏 D.增大铁制品的强度2.（益阳中考）根据你所具备的化学知识和生活经验，指出铁钉在下列哪种情况下最容易生锈（ ）3.(东营中考) 下列有关资源、能源的说法正确的是( )A.空气和水
11、取之不尽用之不竭，我们可随意利用，而不需要加以保护B.化石燃料是不可再生能源，我们要合理开发与利用C.怎样利用资源是国家的事，与我们学生无关，不需要我们去关心和学习D.废旧金属可以回收利用，所以金属是可再生资源，金属矿藏可任意开采4.（百色中考）在金属表面覆盖保护膜是金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是( )A.擦拭保持洁净与干燥 B.链条上油C.轮圈镀铬 D.车架喷漆5.(盐城中考) 下列有关钢铁的叙述不正确的是( )A.生铁和钢都属于铁的合金B.铁丝在氧气中燃烧生成 Fe2O3C.在钢管表面镀锌可以防止锈蚀D.炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石6.（昆明中考）人
12、类的生活和生产都离不开金属。（1 ）下列矿石的主要成分属于氧化物的是_ （填序号） 。（2 ）铁是应用最广泛的金属:生活中用铁锅做炊具，利用了铁的_性；铁制品锈蚀的过程，实际上是铁跟空气中_和水蒸气等发生了化学反应。为防止铁制栏杆生锈，通常采取的措施是_（写一条） 。7.(兰州中考) 铁在下列哪种情况下最容易生锈( )A.在干燥的空气中 B.部分浸入食盐水中C.在潮湿的空气中 D.浸没在植物油中8.(兰州中考) 下列说法中正确的是( )A.废旧电池可以随意丢弃B.铁矿石可以随意开采C.被腐蚀的铁制品应该加以回收利用D.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁9.（湘潭中考）下列有关金属资源的利用和保护不合理
13、的是( )A.废旧金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一B.银是导电性最好的金属，应该全面取代铜、铝做导线C.车船表面涂油漆可防止生锈D.炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石10.(重庆中考) “对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( )A.对比 可以说明铁生锈一定要有氧气参加B.对比可以说明铁生锈一定要有水参加C.对比可以说明铁生锈一定要有水参加D.对比可以说明铁生锈必须要有水和氧气同时参加11.铁钉在钉入木制品时，有经验的木匠习惯用口水将铁钉湿润，你认为这样做的主要目的是( )A.使铁钉更容易钉入木制品B.这是为了使钉入的铁钉易生锈，
14、防止脱落C.这是为了防止铁钉生锈而腐蚀D.增大铁钉钉入时的摩擦力12.（潍坊中考） “低碳生活，绿色出行” 。下图为潍坊公共自行车。请回答下列问题：（1 ）图中所标示的各部件中，属于金属材料的是_（填序号） 。（2 ）公共自行车的闸线为钢丝，说明金属具有_性。（3 ）车架表面喷漆不仅美观，而且可有效防止与_ 接触而生锈。防止公共自行车链条生锈的有效措施是_。（4 ）公共自行车有些零件选用了铝合金材料，其优点是质量轻、硬度大和_。废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及_。13.某同学把一根铁丝用砂纸打磨过后弯成螺旋状放入试管中，放置 23 周时间后。(1)结合右图判断装置中出现的现象应该是：_
15、；_。(2)产生上述现象的原因是_。(3)谈一谈防止该现象发生的措施有哪些？_、_。(4)铁丝表面的铁锈_(填“能”或“不能”)作为防止金属锈蚀的保护层。14.某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图所示：(1)一周后观察，试管和中的铁钉无明显变化，试管中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与_直接接触，其中铁钉中的 A、B、C 三处中_处锈蚀最严重。(2)试管中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是_。(3)沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是_。参考答案第 1 课时 炼铁课前预习1.金、银 2.(1)黑 变浑浊 蓝 (2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 (3)
16、单质铁 3.(1)高炉 (2)铁矿石、焦炭、石灰石、空气 (3)C+O2 点 燃 CO2，CO 2+C 2CO，3CO+Fe 2O3 2Fe+3CO2 4.(1)混合物纯净物的质量分数 (2)纯净物的质量纯净物质量分数 (3) 100%混 合 物 质 量纯 净 物 质 量当堂训练1.D 2.B 3.B 4.A 5.(1)红色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊(只需回答一种现象即可) (2)没有尾气处理装置 (3)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2课后作业6.A 7.C 8.A 9.C 10.(1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (2)红色固体变为黑色固体 澄清的石灰水变浑浊(3)将尾气点燃烧掉
17、，防止污染空气11.设 1 000 t 赤铁矿石中 Fe2O3 的质量为 x。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112X 560 t= x=800 t160112这种赤铁矿石中 Fe2O3 的质量分数为 100%=80%800 1 000 答：这种赤铁矿石中 Fe2O3 的质量分数为 80%。12.解：设最多可生产 SO2 的质量为 x。4FeS2+11O2 点 燃 2Fe2O3+8SO2480 512100 t60% xx=64 tx%6015248答：最多可生产 SO2 的质量为 64 t。第 2 课时 金属资源保护课前预习1.(1)氧气 水 (2)Fe2O3 疏松 2.(1)空气 水 刷漆 涂油 (2)不锈钢 3.(1)腐蚀 (2)回收利用 (3)有计划 合理 (4)金属的替代品当堂训练1.A 2.C 3.B 4.A 5.B 6.(1)AC (2)导热 氧气 涂漆课后作业7.B 8.C 9.B 10.B 11.B 12.(1) (2)延展 (3)空气、水 涂油 (4)耐腐蚀 保护金属资源13.(1)铁丝生锈 试管内液面上升 (2)铁丝与试管内的氧气、水反应而生锈，使试管内压强减小，液面上升 (3)刷油漆 镀金属保护膜(4) 不能 12.(1)空气和水 B (2)除去水中的氧气 (3)空气干燥
