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1课题3金属资源的利用和保护第1课时铁的冶炼01知识管理1.金属在自然界的存在形式：地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如__金、银__等有__单质__形式存在外，其余都以__化合物__的形式存在。2．一氧化碳还原氧化铁的实验实验原理：__3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2__(用化学反应方程式表示)。实验装置：实验现象：__红__色粉末逐渐变成__黑__色，产生一种能使澄清石灰水__变浑浊__的气体。注意事项：(1)实验操作顺序：实验时，需先点燃装置最右边的酒精灯，后通一氧化碳，直至排尽玻璃管内的空气再点燃酒精喷灯，以免发生爆炸；实验完毕，先停止加热，继续通一氧化碳至玻璃管冷却，防止生成的铁被氧化，等装置完全冷却后再熄灭装置最右边的酒精灯。(2)尾气的处理：一氧化碳有剧毒，随意排入空气中会造成大气污染，所以要进行尾气处理，可采用将一氧化碳燃烧掉或用气囊收集的方法处理。3．工业炼铁设备：__高炉__。原料：铁矿石、__焦炭__、石灰石、空气。原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的__一氧化碳__将铁从铁矿石中还原出来。4．含杂质物质的化学方程式的计算公式：纯净物的质量分数(又称纯度)＝__纯净物质量混合物质量×100%__。注意：在计算过程中，不论是反应物还是生成物，代入化学方程式进行计算的都必须是纯净物的质量。02基础题考点1常见的金属矿物1．地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中。下列金属在自然界中能以单质形式存在的是(D)A．钠B．铝C．铁D．银2．下列矿石的主要成分不属于氧化物的是(B)A．铝土矿(主要成分A12O3)B．菱铁矿(主要成分FeCO3)C．赤铁矿(主要成分Fe2O3)D．磁铁矿(主要成分Fe3O4)考点2铁的冶炼3．(2017·重庆A卷)工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是(B)A．COB．Fe2O3C．CO2D．Fe4．修建铁路所需大量钢铁是以铁矿石为主要原料冶炼而得。(1)高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和__焦炭__。(2)高炉炼铁排放的废气中含有大量的高温一氧化碳，可作为能源用来煅烧石灰石。请写出煅烧石灰石的化学方程式：__CaCO3=====高温CaO＋CO2↑__。(3)高炉中炼出的生铁的硬度比纯铁的__强__(填“强”“弱”或“一样”)；取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，发生反应的化学方程式为__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__，当反应停止后，还可观察到烧杯2底部有黑色不溶物，该物质是__C__(填化学式)。5．(2018·河南改编)下图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。(提示：碱石灰可以吸收CO2和H2O)ABC(1)写出B装置玻璃管内反应的化学方程式。答：3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2。(2)从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法。答：将尾气点燃(或进行收集等)。(3)若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因。答：因为A装置能吸收CO2，若没有A装置，则杂质中的CO2也能使澄清石灰水变浑浊，对检验气体生成物造成干扰。考点3含杂质物质的计算6．(2017·株洲)用1000t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是(C)A．560tB．571tC．577tD．583t7．某钢铁厂日产含杂质4%的生铁100t，试计算该厂每天至少需含Fe2O380%的赤铁矿石多少吨？解：设需要赤铁矿石的质量为x。Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2160112x×80%100t×(1－4%)160112＝x×80%100t×（1－4%）x＝171.4t答：至少需要含Fe2O380%的赤铁矿石171.4t。03中档题8．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)A．①②③④B．只有②③④C．只有①③④D．只有③④9．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：焦炭――→过量空气、高温①二氧化碳――→焦炭、高温②一氧化碳――→赤铁矿、高温③生铁请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是(B)A．生铁属于混合物B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳D．工业炼铁的设备是高炉310．(2018·巴中)用“W”形管进行微型实验，如图所示，下列说法错误的是(B)A．a处红棕色粉末变为黑色B．a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热C．b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成D．可利用点燃的方法进行尾气处理11．(2017·永州)如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。实验步骤如下：Ⅰ.连接好装置，先检查装置的气密性；Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却。回答下列问题：(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为__Fe__(填化学式)，B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是什么？答：防止生成的铁被空气中的氧气氧化。(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用是什么？答：①收集多余的CO；②检验并吸收反应生成的CO2。04拓展题12．将CO通入盛有12gFe2O3的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入CO至试管冷却，此时试管内残留固体的质量为9.6g，则反应生成铁的质量为(B)A．2.4gB．5.6gC．8.4gD．9.6g请按由强到弱的顺序写出常见金属的活动性顺序：__________________________________________；请写出下列金属矿石主要成分的化学式：赤铁矿：______________________，磁铁矿：______________________，菱铁矿：______________________，铝土矿：______________________，黄铜矿：______________________，辉铜矿：______________________。4第2课时金属资源的保护01知识管理1．铁制品的锈蚀生锈条件：铁与__水__、__氧气__同时接触。铁锈成分：铁锈主要成分是__Fe2O3____，很__疏松__，不能阻止里层的铁被腐蚀。2．防止铁生锈的方法防锈原理：破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品__隔绝空气__或__隔绝水__。防锈方法：①保持铁制品表面__干燥和洁净__。②在铁制品表面__涂一层保护膜__，如：刷油漆、涂油等。③在铁制品表面镀一层其他金属，如：镀耐磨和耐腐蚀的铬。④改变铁的组成和结构，可制成耐腐蚀的__合金__，如：不锈钢。注意：在温度较高、酸、食盐溶液等环境下，铁生锈速率会加快，如：夏天用刀切咸菜，不及时擦干净，刀很快会生锈。3．金属资源的保护有效途径：①防止金属__锈蚀__；②__回收利用__废旧金属；③__有计划__、__合理地__开采矿物；④寻找__金属的代用品__。02基础题考点1金属的腐蚀和保护1．铁锈是(D)A．氧化铁B．含铁化合物C．氧化亚铁D．混合物，主要成分是氧化铁2．(2017·福建)下列四支试管中，铁钉锈蚀最快的是(D)ABCD3．(2018·长沙)2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是(C)A．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件B．刷防锈漆C．船体表面镀一层黄金D．给某些部位涂油4．下列措施中，不宜用于博物馆保存枪支大炮等铁制文物的是(A)A．定期用湿布擦拭铁制文物B．提醒观众不要用手触摸文物C．保持文物储存室内空气的干燥D．在铁制文物表面涂抹一层保护物质5．(2017·河南)“共享单车”(自行车)的构件有：橡胶轮胎、铁车架、塑料把手、不锈钢钢圈等。铁车架的表面刷油漆能防止锈蚀，其原因是隔绝__O2和H2O__。6．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：5(1)一周后观察，试管①和③中的铁钉无明显变化，试管②中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与__空气__和__水__直接接触。②中铁钉的A、B、C三处中__B__处锈蚀最严重。(2)试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是什么？答：除去水中的氧气。(3)相同的铁栏杆，为什么安装在南方沿海地区比安装在北方更容易生锈？答：铁在潮湿的空气中容易生锈，南方沿海地区的空气湿度较大且温度要高一些。考点2金属资源的保护7．金属资源是不可再生资源，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是(A)A．大力开采矿物以保障金属材料的供用B．提高废旧金属的回收利用率C．在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀D．用特种塑料代替金属制造机器的零部件8．(河南中招)为节约资源和保护环境，提倡垃圾分类回收。下列生活垃圾可与铝制易拉罐归为同一类加以回收的是(C)A．废旧书报B．旧玻璃瓶C．废弃铁锅D．一次性塑料饭盒03中档题9．下列有关铁的说法正确的是(D)A．铁锈的主要成分是Fe3O4，铁丝燃烧的产物是Fe2O3B．铁元素是地壳中含量最多的金属元素C．铁锈很致密能防止铁进一步氧化D．铁丝生锈是缓慢氧化过程10．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是(B)A．b管中铁钉不会锈蚀B．L端与R端液面高度仍然保持一致C．该实验说明铁锈蚀与水有关D．若将a管中注满水会减慢铁的锈蚀11．某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察，下列说法错误的是(C)A．①和②中的铁钉无明显变化，③中的铁钉明显生锈6B．②中加入蒸馏水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧气C．③中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重D．探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水(或水蒸气)直接接触12．“低碳生活，绿色出行”。下图为共享单车。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__②③__(填序号)。(2)自行车的闸线为钢丝，说明金属具有__延展性__。(3)车架表面喷漆不仅美观，而且可有效防止车架与__空气、水__接触而生锈。防止自行车链条生锈的有效措施是__涂油__。(4)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__耐腐蚀__。废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及__节约金属资源__。13．某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动并设计如下实验装置：(1)打开分液漏斗，一段时间后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。铁在空气中生锈是铁与__氧气__、__水__等物质作用的结果。(2)A、B对比说明铁生锈与__水__有关；B、D对比说明铁生锈的快慢与__氧气的浓度__有关。(3)一些建筑的铁质大门刷上了一层银白色的金属，你认为该金属可能是__c__。a．银粉b．铜粉c．镁粉(4)写出一种防止铁生锈的方法__刷油漆__。04拓展题14．(2017·河北)某同学根据铜绿的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的(B)A．甲和乙B．甲和丁C．乙和丁D．丙和丁请写出下列反应的化学方程式：炼铁高炉中发生的三个反应：①______________________________，②______________________________，③__________________________________；有铁参加的化合反应：__________________________________；有铁参加的置换反应：__________________________；有铁生成的置换反应