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1、
課題3 金屬資源的利用和保護
第1課時 鐵的冶煉
01 知識管理
1.金屬在自然界的存在形式:地球上的金屬資源除少數(shù)很不活潑的金屬如__金、銀__等有__單質(zhì)__形式存在外,其余都以__化合物__的形式存在。
2.一氧化碳還原氧化鐵的實驗
實驗原理:__3CO+Fe2O32Fe+3CO2__(用化學反應方程式表示)。
實驗裝置:
實驗現(xiàn)象:__紅__色粉末逐漸變成__黑__色,產(chǎn)生一種能使澄清石灰水__變渾濁__的氣體。
注意事項:(1)實驗操作順序:實驗時,需先點燃裝置最右邊的酒精燈,后通一氧化碳,直至排盡玻璃管內(nèi)的空氣再點燃酒精噴燈,以免發(fā)生爆炸;實驗完畢,先停
2、止加熱,繼續(xù)通一氧化碳至玻璃管冷卻,防止生成的鐵被氧化,等裝置完全冷卻后再熄滅裝置最右邊的酒精燈。
(2)尾氣的處理:一氧化碳有劇毒,隨意排入空氣中會造成大氣污染,所以要進行尾氣處理,可采用將一氧化碳燃燒掉或用氣囊收集的方法處理。
3.工業(yè)煉鐵
設 備:__高爐__。
原 料:鐵礦石、__焦炭__、石灰石、空氣。
原 理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應生成的__一氧化碳__將鐵從鐵礦石中還原出來。
4.含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算
公 式:純凈物的質(zhì)量分數(shù)(又稱純度)=__×100%__。
注 意:在計算過程中,不論是反應物還是生成物,代入化學方程式進行計算的都必須是純
3、凈物的質(zhì)量。
02 基礎題
考點1 常見的金屬礦物
1.地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中。下列金屬在自然界中能以單質(zhì)形式存在的是(D)
A.鈉 B.鋁 C.鐵 D.銀
2.下列礦石的主要成分不屬于氧化物的是(B)
A.鋁土礦(主要成分A12O3)
B.菱鐵礦(主要成分FeCO3)
C.赤鐵礦(主要成分Fe2O3)
D.磁鐵礦(主要成分Fe3O4)
考點2 鐵的冶煉
3.(2017·重慶A卷)工業(yè)煉鐵中會發(fā)生一氧化碳與氧化鐵的反應,該反應中發(fā)生還原反應的物質(zhì)是(B)
A.CO B.Fe2O3 C.CO2 D.Fe
4.修建鐵路所需大量鋼鐵
4、是以鐵礦石為主要原料冶煉而得。
(1)高爐煉鐵的原料是鐵礦石、空氣、石灰石和__焦炭__。
(2)高爐煉鐵排放的廢氣中含有大量的高溫一氧化碳,可作為能源用來煅燒石灰石。請寫出煅燒石灰石的化學方程式:__CaCO3CaO+CO2↑__。
(3)高爐中煉出的生鐵的硬度比純鐵的__強__(填“強”“弱”或“一樣”);取少量高爐中煉出的生鐵放入燒杯中,加入足量稀鹽酸,發(fā)生反應的化學方程式為__Fe+2HCl===FeCl2+H2↑__,當反應停止后,還可觀察到燒杯底部有黑色不溶物,該物質(zhì)是__C__(填化學式)。
5.(2018·河南改編)下圖裝置可以做CO還原Fe2O3的實驗并檢驗該反應的氣
5、體生成物。已知由一氧化碳發(fā)生裝置得到的CO中混有雜質(zhì)CO2和H2O。(提示:堿石灰可以吸收CO2和H2O)
A B C
(1)寫出B裝置玻璃管內(nèi)反應的化學方程式。
答:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(2)從環(huán)保角度考慮,請寫出一種尾氣處理方法。
答:將尾氣點燃(或進行收集等)。
(3)若沒有A裝置,則該實驗不能達到檢驗氣體生成物的目的,請說明原因。
答:因為A裝置能吸收CO2,若沒有A裝置,則雜質(zhì)中的CO2也能使澄清石灰水變渾濁,對檢驗氣體生成物造成干擾。
考點3 含雜質(zhì)物質(zhì)的計算
6.(2017·株洲)用1 000 t含有氧化鐵80
6、%的赤鐵礦石,理論上可以煉出含鐵97%的生鐵的質(zhì)量約是(C)
A.560 t B.571 t
C.577 t D.583 t
7.某鋼鐵廠日產(chǎn)含雜質(zhì)4%的生鐵100 t,試計算該廠每天至少需含F(xiàn)e2O3 80%的赤鐵礦石多少噸?
解:設需要赤鐵礦石的質(zhì)量為x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
x×80% 100 t×(1-4%)
= x=171.4 t
答:至少需要含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦石171.4 t。
03 中檔題
8.化學造福人類。下圖中金屬材料的冶煉和應用體現(xiàn)了人類社會不斷發(fā)展、進步的是(A)
A.①②③④ B.只有②
7、③④
C.只有①③④ D.只有③④
9.煉鐵廠以赤鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣等為主要原料煉鐵,主要反應過程如圖所示:
請根據(jù)題圖和所學知識判斷下列說法錯誤的是 (B)
A.生鐵屬于混合物
B.反應過程①是置換反應,②③屬于化合反應
C.原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D.工業(yè)煉鐵的設備是高爐
10.(2018·巴中)用“W”形管進行微型實驗,如圖所示,下列說法錯誤的是(B)
A.a(chǎn)處紅棕色粉末變?yōu)楹谏?
B.a(chǎn)處實驗結束時先停止通入CO,后停止加熱
C.b處澄清石灰水變渾濁證明有二氧化碳生成
D.可利用點燃的方法進行尾氣處理
11.(201
8、7·永州)如圖為教材中實驗室模擬煉鐵的實驗改進裝置(部分夾持儀器略去)。
實驗步驟如下:
Ⅰ.連接好裝置,先檢查裝置的氣密性;
Ⅱ.裝好藥品,先通一會兒CO,再點燃酒精噴燈;
Ⅲ.實驗結束,先撤去酒精噴燈,繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻。
回答下列問題:
(1)實驗中可看到A處玻璃管里的粉末由紅色逐漸變黑,說明Fe2O3轉化為__Fe__(填化學式),B瓶中澄清石灰水變渾濁,該反應的化學方程式為__Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O__。
(2)步驟Ⅲ中先撤去酒精噴燈,繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻的目的是什么?
答:防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化。
(3)盛滿石灰水的
9、B裝置在此實驗中的作用是什么?
答:①收集多余的CO;
②檢驗并吸收反應生成的CO2。
04 拓展題
12.將CO通入盛有12 g Fe2O3的試管內(nèi),加熱反應一段時間后,停止加熱,繼續(xù)通入CO至試管冷卻,此時試管內(nèi)殘留固體的質(zhì)量為9.6 g,則反應生成鐵的質(zhì)量為(B)
A.2.4 g B.5.6 g
C.8.4 g D.9.6 g
請按由強到弱的順序?qū)懗龀R娊饘俚幕顒有皂樞颍篲_________________________________________;
請寫出下列金屬礦石主要成分的化學式:
赤鐵礦:______________________,磁鐵
10、礦:______________________,菱鐵礦:______________________,
鋁土礦:______________________,黃銅礦:______________________,輝銅礦:______________________。
第2課時 金屬資源的保護
01 知識管理
1.鐵制品的銹蝕
生銹條件:鐵與__水__、__氧氣__同時接觸。
鐵銹成分:鐵銹主要成分是__Fe2O3____,很__疏松__,不能阻止里層的鐵被腐蝕。
2.防止鐵生銹的方法
防銹原理:破壞鐵制品銹蝕的條件,使鐵制品__隔絕空氣__或__隔絕水__。
防銹方法
11、:①保持鐵制品表面__干燥和潔凈__。
②在鐵制品表面__涂一層保護膜__,如:刷油漆、涂油等。
③在鐵制品表面鍍一層其他金屬,如:鍍耐磨和耐腐蝕的鉻。
④改變鐵的組成和結構,可制成耐腐蝕的__合金__,如:不銹鋼。
注 意:在溫度較高、酸、食鹽溶液等環(huán)境下,鐵生銹速率會加快,如:夏天用刀切咸菜,不及時擦干凈,刀很快會生銹。
3.金屬資源的保護
有效途徑:①防止金屬__銹蝕__;
②__回收利用__廢舊金屬;
③__有計劃__、__合理地__開采礦物;
④尋找__金屬的代用品__。
02 基礎題
考點1 金屬的腐蝕和保護
1.鐵銹是(D)
A.氧化鐵 B.含
12、鐵化合物
C.氧化亞鐵 D.混合物,主要成分是氧化鐵
2.(2017·福建)下列四支試管中,鐵釘銹蝕最快的是(D)
A B C D
3.(2018·長沙)2018年5月我國自主建造的第一艘航母下海,為保證航母的使用壽命,下列防銹措施不可行的是(C)
A.用抗銹蝕性能優(yōu)異的合金制造航母零部件
B.刷防銹漆
C.船體表面鍍一層黃金
D.給某些部位涂油
4.下列措施中,不宜用于博物館保存槍支大炮等鐵制文物的是(A)
A.定期用濕布擦拭鐵制文物
B.提醒觀眾不要用手觸摸文物
C.保持文物儲
13、存室內(nèi)空氣的干燥
D.在鐵制文物表面涂抹一層保護物質(zhì)
5.(2017·河南)“共享單車”(自行車)的構件有:橡膠輪胎、鐵車架、塑料把手、不銹鋼鋼圈等。鐵車架的表面刷油漆能防止銹蝕,其原因是隔絕__O2和H2O__。
6.某學習小組用相同的光亮鐵釘探究鐵生銹與哪些因素有關,設計的實驗如圖所示:
(1)一周后觀察,試管①和③中的鐵釘無明顯變化,試管②中的鐵釘明顯生銹。探究發(fā)現(xiàn)鐵生銹的主要條件是鐵與__空氣__和__水__直接接觸。②中鐵釘?shù)腁、B、C三處中__B__處銹蝕最嚴重。
(2)試管①中加入的蒸餾水要事先煮沸,其目的是什么?
答:除去水中的氧氣。
(3)相同的鐵欄桿,為什
14、么安裝在南方沿海地區(qū)比安裝在北方更容易生銹?
答:鐵在潮濕的空氣中容易生銹,南方沿海地區(qū)的空氣濕度較大且溫度要高一些。
考點2 金屬資源的保護
7.金屬資源是不可再生資源,保護金屬資源是我們刻不容緩的職責。下列有關敘述不正確的是(A)
A.大力開采礦物以保障金屬材料的供用
B.提高廢舊金屬的回收利用率
C.在金屬制品上刷漆、涂油等防止金屬腐蝕
D.用特種塑料代替金屬制造機器的零部件
8.(河南中招)為節(jié)約資源和保護環(huán)境,提倡垃圾分類回收。下列生活垃圾可與鋁制易拉罐歸為同一類加以回收的是(C)
A.廢舊書報 B.舊玻璃瓶
C.廢棄鐵鍋 D.一次性塑料飯盒
03
15、 中檔題
9.下列有關鐵的說法正確的是(D)
A.鐵銹的主要成分是Fe3O4,鐵絲燃燒的產(chǎn)物是Fe2O3
B.鐵元素是地殼中含量最多的金屬元素
C.鐵銹很致密能防止鐵進一步氧化
D.鐵絲生銹是緩慢氧化過程
10.如圖是探究鐵銹蝕條件的裝置。調(diào)節(jié)L端與R端的液面高度一致,塞緊木塞,一周后觀察。下列推斷錯誤的是(B)
A.b管中鐵釘不會銹蝕
B.L端與R端液面高度仍然保持一致
C.該實驗說明鐵銹蝕與水有關
D.若將a管中注滿水會減慢鐵的銹蝕
11.某學習小組用相同的潔凈無銹的鐵釘對鐵制品銹蝕的條件進行探究,設計的實驗如圖所示,一周后觀察,下列說法錯誤的是(C)
A.
16、①和②中的鐵釘無明顯變化,③中的鐵釘明顯生銹
B.②中加入蒸餾水要事先煮沸,目的是除去水中溶解的氧氣
C.③中鐵釘?shù)募?、乙、丙三處,甲處銹蝕最嚴重
D.探究發(fā)現(xiàn)鐵生銹的主要條件是鐵與空氣和水(或水蒸氣)直接接觸
12.“低碳生活,綠色出行”。下圖為共享單車。請回答下列問題:
(1)圖中所標示的各部件中,屬于金屬材料的是__②③__(填序號)。
(2)自行車的閘線為鋼絲,說明金屬具有__延展性__。
(3)車架表面噴漆不僅美觀,而且可有效防止車架與__空氣、水__接觸而生銹。防止自行車鏈條生銹的有效措施是__涂油__。
(4)自行車有些零件選用了鋁合金材料,其優(yōu)點是質(zhì)量輕、硬
17、度大和__耐腐蝕__。廢舊自行車回收利用的意義是減少環(huán)境污染及__節(jié)約金屬資源__。
13.某化學興趣小組進行鐵生銹的實驗探究活動并設計如下實驗裝置:
(1)打開分液漏斗,一段時間后觀察:A處鐵絲依然光亮,B處鐵絲表面灰暗,D處鐵絲依然光亮。鐵在空氣中生銹是鐵與__氧氣__、__水__等物質(zhì)作用的結果。
(2)A、B對比說明鐵生銹與__水__有關;B、D對比說明鐵生銹的快慢與__氧氣的濃度__有關。
(3)一些建筑的鐵質(zhì)大門刷上了一層銀白色的金屬,你認為該金屬可能是__c__。
a.銀粉 b.銅粉 c.鎂粉
(4)寫出一種防止鐵生銹的方法__刷油漆__。
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18、拓展題
14.(2017·河北)某同學根據(jù)銅綠的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想:金屬銅銹蝕的條件除有氧氣和水外,還必須有二氧化碳。為證明“必須有二氧化碳”,需要進行如圖所示實驗中的(B)
A.甲和乙 B.甲和丁
C.乙和丁 D.丙和丁
請寫出下列反應的化學方程式:
煉鐵高爐中發(fā)生的三個反應:①______________________________,②______________________________,
③__________________________________;有鐵參加的化合反應:__________________________________;
有鐵參加的置換反應:__________________________ ;有鐵生成的置換反應:____________________________。
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