課題3　金屬資源的利用和保護

1、 要點一、幾種常見的金屬礦物1.地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，除金、銀等少數(shù)很不活潑的金屬有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物的形式存在。2.幾種常見的金屬礦物的名稱和主要成分見下表：金屬礦物赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦主要成分Fe2O3FeS2FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S【要點詮釋】1.金屬元素在地殼中的含量由大到?。轰X鐵鈣、鈉鉀鎂。2.工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。在自然條件下，鐵、鋁等金屬無單質(zhì)存在，因為這些金屬的活動性較強，會與氧氣、水等作用生成化合物。3.人類最先使用銅，而后鐵，使用鋁只有一百多年的歷史，主要與三種金屬的化學性質(zhì)、冶煉難易有關。要點二

2、、工業(yè)煉鐵工業(yè)上冶煉鐵的原料、主要反應原理、主要設備見下表：原料鐵礦石、焦炭、石灰石等主要反應原理在高爐中焦炭的作用是提供熱量（碳和氧氣反應生成二氧化碳，放熱），二氧化碳和碳反應生成還原劑一氧化碳。C+CO2 2COFe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2主要設備高爐【要點詮釋】1.鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程。（1）在高爐中焦炭的作用是提供熱量和生成還原劑一氧化碳。C+O2CO2 （放熱反應）C+CO2 2CO （2）石灰石的作用是除SiO2等雜質(zhì)，將礦石中的SiO2轉(zhuǎn)化為爐渣CaSiO3。 CaCO3CaO+CO2CaO+ SiO2CaSiO3（3）冶煉過程中的主要

3、化學方程式：C+O2CO2 C+CO2 2CO Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO22.高爐煉出的鐵是生鐵，主要成分是鐵，還含有C、P、S等元素，所以生鐵是鐵和其它元素的合金。要點三、一氧化碳還原氧化鐵的實驗探究1.實驗裝置：2.反應的化學方程式(煉鐵的原理)：Fe2O3+3CO2Fe+3CO23.實驗步驟：（1）檢查裝置的氣密性。（2）將適量的氧化鐵粉末放入玻璃管內(nèi)，并固定裝置。（3）向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳氣體，并點燃酒精燈。（4）待裝置內(nèi)的空氣完全排凈后，點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱。（5）當玻璃管內(nèi)紅色粉末變?yōu)楹谏珪r，停止加熱。（6）待玻璃管內(nèi)的固體冷卻至常溫后，停止通入一氧

4、化碳氣體，并熄滅酒精燈。4.實驗現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?，澄清的石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。 【要點詮釋】實驗注意事項：1.先通入一氧化碳氣體的目的：排凈裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合，加熱時發(fā)生爆炸。2.實驗完畢后繼續(xù)通入一氧化碳氣體，直到玻璃管冷卻的目的：防止高溫下的鐵與空氣接觸被氧化。同時，還可防止試管內(nèi)的澄清石灰水被倒吸。3.尾氣的處理：尾氣中的一氧化碳有毒，所以尾氣要經(jīng)過處理，可點燃使其生成無毒的二氧化碳氣體。4.若實驗中沒有酒精噴燈，也可用酒精燈代替，不過要在火焰上加一個金屬網(wǎng)罩，使火力更加集中，提高溫度。要點四、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算 化學方程式所

5、表示的都是純凈物發(fā)生化學變化時的相互關系，生成物也是純凈物的各物質(zhì)之間的質(zhì)量關系，但實際上絕對純凈的物質(zhì)是沒有的。因此當參與反應或生成的是含雜質(zhì)的物質(zhì)時，必須先把含有雜質(zhì)的物質(zhì)換算成純物質(zhì)的量，才能進行計算。而實際煉鐵中所用的礦石是不純的，煉出的生鐵也是不純的，因此進行有關計算時要注意換算。計算公式： 【要點詮釋】1.化學方程式所表達的物質(zhì)間的質(zhì)量關系都是參加反應的純凈物間的關系。2.做題時要重視審題，看清題目中所給的質(zhì)量分數(shù)是純度還是雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。如用200t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石用于煉鐵，參加反應的純凈物不是200t×20%，而是200t×(1-20%)。3

6、.純物質(zhì)和不純物質(zhì)之間的關系：純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量×純度。要點五、金屬資源的保護和利用1.鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法（1）鐵生銹的條件：鐵與水、氧氣同時接觸。（2）防止鐵生銹的方法： 保持鐵制品表面的潔凈和干燥。在鐵制品表面形成保護膜：刷漆、涂油、鍍一層其它金屬、在鐵制品表面形成致密的氧化物保護膜。改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼。2.保護金屬資源的有效途徑為：（1）防止金屬銹蝕。（2）廢舊金屬的回收利用。（3）合理有效的開采礦物。（4）尋找金屬的替代品等?！疽c詮釋】1.鐵銹的主要成分是氧化鐵（Fe2O3）。2.鐵銹與鋁、鋅表面的氧化膜不同，前者疏松，后者致密?！镜湫屠}】類型

7、一、考查金屬的冶煉及有關計算1.工業(yè)煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐，在高溫下通入空氣進行一系列反應把鐵還原出來。(1)赤鐵礦(主要成分為Fe2O3 )在高爐里反應生成單質(zhì)鐵的化學方程式是 。(2)請計算5000t含氧化鐵84的赤鐵礦中，氧化鐵的質(zhì)量是_t?！咀兪健繉嶒炇依铮萌缬覉D所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質(zhì)。關于該實驗，下列說法錯誤的是（ ） A. 實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應有二氧化碳生成 B. 實驗結(jié)束時，玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，該產(chǎn)物不一定是鐵 C. 反應后，取玻璃管中的固體物質(zhì)加

8、入稀鹽酸有氣體產(chǎn)生，證明一定有鐵生成 D. 該實驗不用增加尾氣處理裝置類型二、考查金屬資源的保護和利用2.金屬材料在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應用。(1)人類每年從自然界提取大量的金屬，其中提取量最大的是鐵。用赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)和一氧化碳煉鐵的化學方程式為_。(2)金屬礦物的儲量有限，而且不能再生，所以保護金屬資源尤為重要。保護金屬資源的有效途徑是_（答出兩條即可)。3.（2015南寧中考）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)4.鋁、銅、鐵是生

9、活中常見的金屬。(1)鋁在空氣中具有很好的抗腐蝕性能的原因是 。(2)用銅制電線主要是利用銅具有良好的 性。(3)鐵制品銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的 發(fā)生了化學反應。防止鐵制欄桿銹蝕的一種方法是 ?！咀兪?】 為預防自行車生銹，下列做法中不合理的是（ ） A車架表面噴涂油漆 B鋼圈表面鍍防護金屬 C鏈條表面涂機油 D露天放置，日曬雨淋【變式2】（2015湖南中考）鐵釘在下列情況下最容易生銹的是（ ）A干燥的空氣中 B潮濕的空氣中 C浸沒在自來水中 D浸沒在植物油中課堂聯(lián)系一、 選擇題 (每小題只有一個選項符合題意)1.下列有關對自行車的做法不合理的是（ ）A車架表面噴涂油漆 B鋼圈表面

10、鍍防護金屬C露天放置，日曬雨淋 D鏈條表面涂機油2蕪湖鐵畫是中國工藝美術(shù)百花園中的一朵奇葩，至今已有三百多年歷史。下列關于鐵畫生銹與保護的敘述不正確的是（ ）A表面涂漆以防止生銹B放置在干燥的環(huán)境中C經(jīng)常清掃表面的灰塵可以防止生銹D生銹時生成四氧化三鐵3下列說法中正確的是（ ）A合金是有金屬特性的化合物B純鐵是一種銀白色、堅硬的金屬C生鐵的含碳量比鋼高D鋼鐵在潮濕的空氣中不易生銹4.將垃圾分類回收利用，既節(jié)約資源，又防止污染，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。例如：破鐵鍋、壞車架、廢棄易拉罐、舊電線和鋁材下腳料等可歸為一類回收，它們屬于（ ） A金屬 B氧化物 C非金屬 D化合物5（2015&#

11、183;遼寧中考）根據(jù)你所具備的化學知識和生活經(jīng)驗，指出鐵釘在下列哪種情況下最容易生銹（ ） 6（2015山東·北京中考）下列措施中，不能防止鐵制品銹蝕的是（ ） A噴漆 B鍍一層耐腐蝕的金屬 C制成不銹鋼 D存放在潮濕的空氣中7.鐵是生產(chǎn)和生活中使用最多的金屬材料，下列關于鐵的敘述不正確的是（ ）A. 鐵生銹時生成四氧化三鐵 B. 表面涂漆以防止鐵生銹C. 鐵制品應放置于干燥的環(huán)境中 D. 經(jīng)常清掃鐵器表面灰塵可以防止鐵生銹8.下列關于鐵的敘述正確的是（ ）A鐵在潮濕的空氣中易生銹 B. 鐵與稀硫酸反應，生成Fe2(SO4)3和H2C能用鐵桶盛農(nóng)藥波爾多液 D. 用稀鹽酸除鐵銹，生

12、成FeCl2和H2O9.鐵及其合金在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。下列關于鐵及其合金的說法中正確的是 （ ） A. 鐵是地殼中含量最豐富的金屬元素 B不銹鋼的抗腐蝕性好，可用于制造醫(yī)療器械 C鐵絲能在氧氣中劇烈燃燒、火星四射，生成氧化鐵 D鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣、二氧化碳發(fā)生緩慢氧化的過程10.將潔凈光亮的鐵釘在潮濕的棉花中比放在空氣中更易生銹，主要原因是（ ）A鐵釘附近濕度增大，溶氧量增多 B隔絕了氧氣C溫度更低 D更易與二氧化碳反應二、填空題11.鋼鐵是使用最多的金屬材料，我國早在春秋戰(zhàn)國時期就開始使用鐵器。請回答下列問題：（1）鋼和生鐵是含碳量不同的_的兩種合金，生鐵含碳量_鋼的含碳量（填“&

13、lt;”或“>”或“=”）。（2）鐵制品長期暴露在空氣中會發(fā)生銹蝕，原因是鐵與空氣中的 和 發(fā)生了反應。為防止鋼鐵銹蝕，常在其表面涂刷油漆或鍍上其他金屬。這些放法能防止銹蝕的原理是 。12.高爐煉鐵常以焦炭、鐵礦石、石灰石、空氣等為原料。煉鐵過程中，一氧化碳和赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）反應的化學方程式為 。13（2015本溪中考）金屬在生產(chǎn)、生活中起著重要重要。（1）金屬生銹是世界面臨的難題，鐵生銹實際上是鐵與水、共同作用的結(jié)果。（2）家庭中自行車車架經(jīng)常采用的防銹方法是。（3）工業(yè)上采用赤鐵礦石（主要成分是氧化鐵）煉鐵的反應原理是（用化學方程式表示）。（4）金屬的回收利用和防止金屬

14、的腐蝕，是保護金屬資源的有效途徑，請你再寫出一條。14.同學們按下圖所示做鐵生銹的實驗探究。其中試管A、B中的蒸餾水剛煮沸過，試管C是干燥試管，天天觀察，可觀察到 。試管A里的鐵釘首先生銹；試管B里的鐵釘首先生銹；試管C里的鐵釘首先生銹；三支試管里的鐵釘同時生銹。三、計算題15. （2015黑龍江中考）某鋼鐵廠每天消耗5000t含F(xiàn)e2O376的赤鐵礦石，該廠理論上可日產(chǎn)含鐵98的生鐵多少噸？【答案與解析】1.【答案】C【解析】考查怎樣防止鐵生銹。自行車車架噴漆，鋼圈表面鍍防護金屬，鏈條涂機油都可以防止自行車生銹，而露天放置，日曬雨淋只能加速自行車生銹。2.【答案】D 【解析】鐵的防銹措施大概

15、可以分三類：保持表面的清潔干燥；保護膜：涂油、刷漆、電鍍、制成氧化膜等；制成鐵的合金不銹鋼等。另外鐵銹的主要成分是氧化鐵（Fe2O3），不是四氧化三鐵。3.【答案】C【解析】合金是一種或幾種金屬或金屬和非金屬一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，是混合物，A錯誤；純鐵質(zhì)軟，B錯誤；生鐵的含碳量比鋼高，煉鋼是除去生鐵中過量的碳的過程，C正確；鋼鐵生銹是與空氣中的氧氣和水分作用的結(jié)果，D錯誤。4.【答案】A【解析】破鐵鍋、壞車架、廢棄易拉罐、舊電線和鋁材都屬于金屬材料。5【答案】C 【解析】鐵釘在干燥的空氣中缺乏水蒸氣，不容易生銹；鐵釘浸沒在蒸餾水中，上面被植物油密封，鐵釘與氧氣隔絕，不容易生銹；鐵釘

16、浸泡在自來水中，鐵釘與自來水和氧氣充分接觸，容易生銹；鐵釘浸沒在植物油中，鐵釘與氧氣和水隔絕，不容易生銹。6【答案】D 【解析】防止鐵制品銹蝕的方法是使鐵與氧氣和水隔絕，如在鐵制品表面涂一層油漆、在鐵制品表面鍍一層不活潑的金屬等。在鐵制品表面噴漆能有效防止鐵在空氣中發(fā)生銹蝕；在鐵制品表面鍍一層耐腐蝕的金屬，能有效防止鐵與水和空氣接觸而生銹；將鐵與鎳、鉻等金屬按一定配比制成不銹鋼，能有效防止鐵在空氣中發(fā)生銹蝕；鐵制品在潮濕的空氣中容易生銹，因此將鐵制品存放在潮濕的空氣中不能防止其銹蝕。7. 【答案】A【解析】鐵銹的主要成分是氧化鐵（Fe2O3）。8. 【答案】A【解析】鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵（

17、FeSO4）和氫氣；波爾多液中含有硫酸銅，硫酸銅能與鐵發(fā)生置換反應；稀鹽酸與鐵銹（主要成分是Fe2O3）反應生成氯化鐵（FeCl3）和水。故B、C、D選項都是錯誤的。9. 【答案】B【解析】地殼中含量最豐富的金屬元素是鋁而不是鐵；鐵絲在氧氣中燃燒產(chǎn)物是四氧化三鐵而不是氧化鐵；鐵生銹是鐵與氧氣和水同時接觸發(fā)生反應的過程。10.【答案】A11.【答案】（1）鐵 > （2）氧氣 水 隔絕氧氣和水 12.【答案】Fe2O3+3CO2Fe+3CO213.【答案】 （1）氧氣 （2）噴漆 （3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （4）有計劃、合理地開采礦物 【解析】（1）鐵在空氣中銹蝕，是因為鐵與空氣中的氧氣和水共同