初中化學(xué)金屬資源的利用和保護(提高) 知識講解

關(guān)注V信公眾號（光前書苑取更多學(xué)習(xí)資源金屬資源的用和保護（高）責(zé)編：熊亞軍【習(xí)標1.知道一些常見的金屬（鐵）等物；掌握煉鐵的原理及有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算。2.了解防止金屬生銹的簡單方法知道廢棄金屬對環(huán)境的污染，認識回收金屬的重要性?！军c理要一幾常的屬物1.地球上的金屬資源廣泛存在于殼和海洋中，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要成分見下表：金屬礦物主要成分

赤鐵礦Fe

黃鐵礦FeS

菱鐵礦FeCO

鋁土礦Al

黃銅礦CuFeS

輝銅礦Cu【點釋1.金屬元素在地殼中的含量由大?。轰X鐵鈣、鈉鉀鎂。2.工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦叫做礦石。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.人類最先使用銅而鐵使鋁只有一百多年的歷史主要與三種金屬的化學(xué)性質(zhì)冶煉難易有關(guān)。要二工煉工業(yè)上冶煉鐵的原料、主要反應(yīng)原理、主要設(shè)備見下表：原

料

鐵礦石、焦炭、石灰石等在高爐中焦炭的作用是提供熱量（碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，放熱），二氧化碳和碳反應(yīng)生成還原劑一氧化碳。主要反應(yīng)原理

C+CO

2COFeO+3CO

2Fe+3CO主要設(shè)備

高

爐【點釋1.鐵礦石冶煉成鐵是一個復(fù)雜的程。（）高爐中焦炭的作用是提供熱量和生成還原劑一氧化碳。C+O

CO（熱反應(yīng)）C+CO

2CO（）灰石的作用是除等質(zhì)，將礦石中的SiO轉(zhuǎn)為爐渣CaSiO。CaCOCaO+SiO

CaO+CO↑CaSiO

光前教育朝天門校區(qū)/22608806

關(guān)注V信公眾號（光前書苑取更多學(xué)習(xí)資源（）煉過程中的主要化學(xué)方程式：C+O

CO

C+CO

2COFe+3CO2Fe3CO2.高爐煉出的鐵是生鐵，主要成是鐵，還含有CPS元素，所以生鐵是鐵和其它元素的合金。要三一化還氧鐵實探1.實驗裝置：2.反應(yīng)的化學(xué)方程(煉鐵的原)：FeO+3CO2Fe+3CO3.實驗步驟：（）查裝置的氣密性。（）適量的氧化鐵粉末放入玻璃管內(nèi)，并固定裝置。（）玻璃管內(nèi)通入一氧化碳氣體，并點燃酒精燈。（）裝置內(nèi)的空氣完全排凈后，點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱。（）玻璃管內(nèi)紅色粉末變?yōu)楹谏珪r，停止加熱。（）玻璃管內(nèi)的固體冷卻至常溫后，停止通入一氧化碳氣體，并熄滅酒精燈。4.實驗現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)樯吻宓氖宜儨啙?，尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。【點釋實驗注意事項：1.先通入一氧化碳氣體的目的：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。要四含質(zhì)質(zhì)化方式計化學(xué)方程式所表示的都是純凈物發(fā)生化學(xué)變化時的相互關(guān)系，生成物也是純凈物的各物質(zhì)之間質(zhì)量關(guān)系，但實際上絕對純凈的物質(zhì)是沒有的。因此當(dāng)參與反應(yīng)或生成的是含雜質(zhì)的物質(zhì)時，必先把含有雜質(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，煉出的鐵也是不純的，因此進行有關(guān)計算時要注意換算。計算公式：【點釋光前教育朝天門校區(qū)/22608806

關(guān)注V信公眾號（光前書苑取更多學(xué)習(xí)資源1.化學(xué)方程式所表達的物質(zhì)間的量關(guān)系都是參加反應(yīng)的純凈物間的關(guān)系。2.做題時要重視審題，看清題目所給的質(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20%的赤鐵礦石用于煉鐵，參加反應(yīng)的純凈物不是200t×20%而是0t×(1-20%)。3.純物質(zhì)和不純物質(zhì)之間的關(guān)系純物質(zhì)的質(zhì)量＝不純物質(zhì)的質(zhì)量×純度。要五金資的護利1.鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法（）生銹的條件：鐵與水、氧氣同時接觸。（）止鐵生銹的方法：①保持鐵制品表面的潔凈和干燥。②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護膜。③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（高課《屬源利和護二、）（）止金屬銹蝕。（）舊金屬的回收利用。（）理有效的開采礦物。（）找金屬的替代品等?！军c釋1.鐵銹的主要成分是氧化鐵O）232.鐵銹與鋁、鋅表面的氧化膜不，前者疏松，后者致密?！拘皖}類一考金的煉含質(zhì)化方式計1.下是聯(lián)合鋼鐵工業(yè)的基本生流程示意圖。請回答下列問題：（）出設(shè)備A的稱：______________________（寫以赤鐵礦為原料在高下與一氧化碳反應(yīng)制取鐵的化學(xué)方程式：；（應(yīng)用化學(xué)原理分析工煉時用純氧而不用空氣的原因是：；（）粉與生石灰都是常用的干燥劑，現(xiàn)欲用化學(xué)方法檢驗?zāi)呈称反械母稍飫┚烤故瞧渲械囊环N？請你簡述方法和現(xiàn)象：【案（）爐（）O+3CO2Fe+3CO（）使反應(yīng)更加劇烈，并獲得更多的熱量（）入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生的為鐵粉，否則為生石灰（合理即可）

?！疚觯ǎ╄F的設(shè)備是高爐）煉鐵原理就是用一氧化碳作還原劑將鐵從其氧化物中還原出來；（）純氧提高了反應(yīng)物的濃度，可以使反應(yīng)更加劇烈，獲得更多的熱量；4）鐵可以和鹽酸應(yīng)生光前教育朝天門校區(qū)/22608806

關(guān)注V信公眾號（光前書苑取更多學(xué)習(xí)資源成氫氣，而生石灰和鹽酸反應(yīng)沒有氣體生成?！窘Y(jié)華本的解題關(guān)鍵是了解煉的原理，然后根據(jù)題目信息解答。2.工業(yè)煉鐵是把鐵礦石和焦炭等料一起加入高爐溫通入空氣進行一系列反應(yīng)把鐵還原出來。(1)赤鐵礦主成分為FeO)高爐里反應(yīng)生成單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式是。(2)計算：①5000t含氧化鐵84％赤鐵礦中，氧化鐵的質(zhì)量____________t；②上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98的生___________t【案（）O+3CO2Fe3CO（）4200t②設(shè)4200t氧鐵理論上可煉出鐵98的生鐵的質(zhì)量為x。FeO+3CO2Fe+3CO16056×24200t98％xx=3000t答：可煉出生鐵3000t?！疚觯ǎ╄F的原理就是用還原劑CO把鐵從鐵的氧化物中還原出來。（）①5000t含氧化鐵84％的赤鐵礦中，純的氧化鐵的質(zhì)量是5000t×84％＝4200t；中所求鐵的質(zhì)量是含雜質(zhì)的，如果設(shè)制得的生鐵質(zhì)量為，則純鐵的質(zhì)量為98％，后根據(jù)化學(xué)方程式，就可以求出X?！窘Y(jié)華化方程式中各物質(zhì)間的量關(guān)系都是純物質(zhì)的質(zhì)量，不純物質(zhì)要先換算成純物質(zhì)的量，再進行計算。純物質(zhì)的質(zhì)=不物質(zhì)的質(zhì)量×純度。不能把不純的量直接代入方程進行計算或者雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)當(dāng)成純度代入方程計算。舉反：【變式1】鋼鐵公司用2000t含化鐵80%赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的鋼坯多少噸？【案解2000t礦石含氧化鐵的質(zhì)量為：2000t×80%=1600t設(shè)1600t氧鐵理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為xFeO+3CO2Fe+3CO16056×21600t96%xx=1166.7t光前教育朝天門校區(qū)/22608806

關(guān)注V信公眾號（光前書苑取更多學(xué)習(xí)資源答：理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為1166.7t【變式2】現(xiàn)有含四氧化三鐵的磁鐵礦200t用一氧化碳做還原劑，充分反應(yīng)能煉出含雜質(zhì)2%的鐵多少噸？【案解：設(shè)可煉出含雜質(zhì)2%的生鐵質(zhì)量為xFe+4CO3Fe+4CO342232168200t×85%x(1-2%)X=125.6t答：能煉出含雜質(zhì)2%的鐵125.6噸?！窘Y(jié)華本題中的已知量與未知量是不純物質(zhì)的質(zhì)量。如果根據(jù)化學(xué)方程式進行計算，代入方程式中的質(zhì)量必須是純物質(zhì)的質(zhì)量。類二考金資的護利（2015山中考）某學(xué)習(xí)小組用相同潔凈無銹的鐵釘對鐵制品銹蝕的條件進行探究，設(shè)計的實驗如圖所示，一周后觀察，下列說法錯誤的是（）A①和②中的鐵釘無明顯變化，③中的鐵釘明顯生銹B②中加入的蒸餾水要事先煮沸，目的除去水中溶解的氧氣C．中鐵釘?shù)募?、乙、丙三處，甲處銹蝕最嚴重D．究現(xiàn)鐵生銹的主要條件是鐵與空氣和水（火或水蒸氣）直接接觸【路撥根鐵生銹的條件是鐵跟氣和水同時接觸分析；根據(jù)以上實驗可推知鐵生銹的條件?！景窩【析①中鐵釘只與氧氣接觸，不生②中鐵釘只與水接觸，不生銹，①無明顯變化，③中鐵釘與水和氧氣同時接觸，明顯生銹，故A正；試管中入的蒸餾水要事先煮沸，考慮溫度升高，氣體溶解度減小，目的是除去水中溶解的氧氣，故B正③中鐵釘?shù)募?、乙、丙三處，乙處與水和氧氣接觸的最為充分，銹蝕最嚴重，故錯；經(jīng)過探究可以知道鐵在與水和氧氣同時接觸時最易生銹，故D正?！窘Y(jié)華本關(guān)鍵是分析三個對比驗的條件和現(xiàn)象有什么不同，進而得出結(jié)論。4.下面是某同學(xué)對鐵部分知識學(xué)的過程。對鐵制品生繡的情況調(diào)查：調(diào)查內(nèi)容

掉漆的自行車

裸露在混凝土以外的鋼筋

涂油的無銹鐵釘鍍鐵質(zhì)剪刀鐵制品銹蝕風(fēng)雨淋，時間長了間長了鋼筋表面出現(xiàn)銹層鐵較長時間仍剪較長時間光前教育朝天門校區(qū)/22608806

關(guān)注V信公眾號（光前書苑取更多學(xué)習(xí)資源的現(xiàn)象

掉漆的部分會生銹

不生銹

不生銹（）調(diào)查中可知鐵制品生銹的主要條件______________________。（）出下列保護鐵資源的建議，其中正確的______________________。填字母）A.防止鐵制品腐蝕B.回收用廢舊鐵制品C.意開采鐵礦石（3）通過鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)實驗，來比較鐵和銅的金屬活動性強弱。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式【案

。（）與潮濕的空氣接觸（或鐵與氧氣和水同時接觸）（）、（）Fe+CuSO=+Cu【析析調(diào)查情況表：掉漆的自行車，裸露在混凝土以外的鋼筋，會生銹；涂油的無銹鐵釘，鍍鉻鐵質(zhì)剪刀，不容易生銹，可知鐵與氧氣、水同時接觸就會生銹。防止鐵制品腐蝕，收利用廢舊鐵制品都可以保護鐵資源，而任意開采鐵礦石不可行?！窘Y(jié)華認真分析調(diào)查報告，了解資源的保護方法是解決本題的關(guān)鍵。舉反：【變式2015廣西中考）控制量法是實驗探究的重要方法。下列設(shè)計方案探究目的不能實現(xiàn)的是（）A甲可探究可燃物的燃燒是否需要與氧氣接觸B甲可探究可燃物的燃燒是否需要達到一定溫度C．中①③對比可探究鐵的銹蝕條件與氧氣是否有關(guān)D．中②③對比可探究鐵的銹蝕條件與氧氣和水等物質(zhì)是否有關(guān)【案C【析薄銅片上的白磷與氧氣接觸燃燒了，而水中的白磷達到其著火點不能燃燒，因此，甲可探究燃物的燃燒是否需要與氧氣接觸；薄銅片上的白磷溫度達到了其著火點所以燃燒了，而薄銅片的紅磷與氧氣接觸不能燃燒，因此，甲可探究可燃物的燃燒是否需要達到一定溫度；①中鐵釘和氧氣及水同時接觸，②中鐵釘只和水接觸，③中鐵釘只和氧氣接觸，一段時間后，②③中鐵釘沒有銹蝕，①中鐵釘銹蝕，①③對比說明鐵釘銹蝕的條件之一是鐵釘與水接觸，①②對比說明鐵釘銹蝕的條件之是鐵釘與氧氣接觸，①②③對比可知鐵釘?shù)匿P蝕與氧氣和水都有關(guān)?！咀兪?】人類每年都要從大自中提取大量的金屬，用于滿足日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。（）鋼是我們?nèi)粘Ｉ钪惺棺疃嗟慕饘俨牧?。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Fe）反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（）我鋼鐵年產(chǎn)量很高，但銹蝕造成的損失也很驚人。人們常采取在鐵制品表面涂刷油漆或鍍