九下化學-金屬資源的利用和保護（基礎） 知識講解1

金屬資源的利用和保護(基礎)【學習目標】1.知道一些常見的金屬(鐵)等礦物；掌握煉鐵的原理及有關含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算。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?！疽c梳理】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Fe?O?FeS?FeCO?Al?0?CuFeS,Cu?S【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、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：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。主要設備【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。(放熱反應)(2)石灰石的作用是除Si0,等雜質(zhì)，將礦石中的SiO,轉(zhuǎn)化為爐渣CaSiO?。(3)冶煉過程中的主要化學方程式：小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫2.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):3.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?！疽c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。小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫22.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.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：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保護膜。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：(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(Fe?O?)。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}】類型一、考查金屬的冶煉及有關計算例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Fe,O。)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?！窘馕觥?1)煉鐵的原理就是用還原劑CO,把鐵從鐵的氧化物中還原出來。(2)5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中，純的氧化鐵的質(zhì)量是5000t×84%=4200t?！究偨Y(jié)升華】化學方程式中各物質(zhì)間的質(zhì)量關系都是純物質(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。【變式】實驗室里，用如右圖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)物不一定是鐵定有鐵生成D.該實驗不用增加尾氣處理裝置小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫3【答案】D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Fe?O?)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)?！敬鸢浮?2)防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物、尋找金屬的代用品等?！窘馕觥恳谎趸己脱趸F反應生成鐵和二氧化碳；保護金屬資源的途徑有防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物、尋找金屬的代用品等。【總結(jié)升華】要記住煉鐵的原理、了解金屬材料和金屬資源的保護方法。例3.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C.保持文物儲存室內(nèi)空氣的干燥【思路點撥】鐵與氧氣和水充分接觸時容易生銹，水和氧氣同時存在是鐵生銹的必要條件；如果缺少水或缺少氧氣，或者缺少氧氣和水，鐵就不容易生銹。【答案】A【解析】A.用濕布擦拭鐵質(zhì)文物，會導致鐵制品與氧氣和水充分接觸，容易生銹，A錯誤.C.空氣干燥，水蒸氣含量低，鐵制品不容易生銹，C正確；D.在鐵制品外表涂抹一層保護層可以使鐵與氧氣和水隔絕，從而可以防止鐵制品生銹，D正確；故選A。【總結(jié)升華】鐵在潮濕的空氣中易生銹，實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生化學反應的過程，只要破壞鐵制品銹蝕的條件，就能防止鐵生銹。例4.鋁、銅、鐵是生活中常見的金屬。(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【答案】(1)鋁在空氣中氧化表面形成致密的氧化物薄膜(2)導電性(3)水、氧氣刷漆【解析】鐵與氧氣、水同時接觸就會生銹。防止鐵制品腐蝕。小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫4【總結(jié)升華】要了解常見金屬的性質(zhì)、用途及防護方法等。舉一反三：【變式1】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【答案】D【變式2】(2015·