课题3金属资源的利用和保护 第1课时炼铁 高炉炼铁时的原料为焦炭和铁矿石等,虽然焦炭也具有还原性,但炼铁的主要反应原理是在高温下,CO夺 取铁矿石里的氧,将铁还原出来:3CO+FeO=2Fe+3CO2,该反应不属于置换反应 2.CO还原金属氧化物的操作步骤可以巧记为气→灯→灯→气:前防爆炸、后防氧化”。CO具有可燃性,在 实验操作时要先通CO排净装置内的空气,然后再加热,以免加热时CO与空气混合可能会发生爆炸。在实验完毕 后应先停止加热,继续通入CO至装置冷却,其目的是防止生成的铁在较高温度下重新被空气中的氧气氧化 1.工业炼铁与实验室“炼铁”的比较 (1)还原剂不同。工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气,焦炭和空气发生一系列化学反应,得到一氧 化碳,同时放出大量的热,为反应提供高温条件,而实验室“炼铁”采用直接通入还原剂一氧化碳气体的方法 (②)设备不同。工业炼铁使用髙炉,可实现连续投料、连续生产,而实验室¨炼铁”使用硬质玻璃管,用酒精喷灯 来实现“高温”条件 (3)产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁,实验室“炼铁”能得到较纯净的铁 2.实验室用一氧化碳还原氧化铁时装置一定不能漏气。因为一氧化碳有剧毒,故尾气要处理,一般用点燃的 方法,也可以用气球收集 3.化学方程式表示的是各物质间的关系,因此,在计算时,必须用纯净物的质量。 知识点一金属的冶炼 地球上的金属资源除等少数以单质形式存在以外,其余都以化合物形式存在。 2.一氧化碳还原氧化铁的实验: (1)实验现象:红色粉末逐渐变成 色:澄清的石灰水:尾气燃烧产生色火焰。 (2)化学方程式: (3)实验结论:红色的氧化铁被一氧化碳还原成 3.工业炼铁: (1)设备: (2)原料: (3)炼铁高炉中发生反应的三个化学方程式为 知识点二混合物、纯净物和纯度之间的关系 4.(1)纯净物的质量 (2)混合物的质量 (3)纯净物的质量分数(又称纯度) 1.人类开发利用金属单质的年代与金属活动性顺序有着某种联系,因此下列金属中,人类开发利用的年代最 迟的是() A.铜B.铁C.铅D.铝 2.下列有关Fe2O3+3O尚2Fe+3CO2的认识中,正确的是( A.Fe2O3是磁铁矿石的主要成分 B.体现了CO的还原性 C.Fe2O3发生了氧化反应 D.该反应常用于在实验室里制取CO2 3.工业炼铁的主要原料中,正确的一组是() ①铁矿石②焦炭③一氧化碳④石灰石⑤空气 A.①②⑤B.①②④⑤C.①③④⑤D.②③④
课题 3 金属资源的利用和保护 第 1 课时 炼铁 1．高炉炼铁时的原料为焦炭和铁矿石等，虽然焦炭也具有还原性，但炼铁的主要反应原理是在高温下，CO 夺 取铁矿石里的氧，将铁还原出来：3CO＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2，该反应不属于置换反应。 2．CO 还原金属氧化物的操作步骤可以巧记为“气→灯→灯→气；前防爆炸、后防氧化”。CO 具有可燃性，在 实验操作时要先通 CO 排净装置内的空气，然后再加热，以免加热时 CO 与空气混合可能会发生爆炸。在实验完毕 后应先停止加热，继续通入 CO 至装置冷却，其目的是防止生成的铁在较高温度下重新被空气中的氧气氧化。 1．工业炼铁与实验室“炼铁”的比较： (1)还原剂不同。工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气，焦炭和空气发生一系列化学反应，得到一氧 化碳，同时放出大量的热，为反应提供高温条件，而实验室“炼铁”采用直接通入还原剂一氧化碳气体的方法。 (2)设备不同。工业炼铁使用高炉，可实现连续投料、连续生产，而实验室“炼铁”使用硬质玻璃管，用酒精喷灯 来实现“高温”条件。 (3)产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁，实验室“炼铁”能得到较纯净的铁。 2．实验室用一氧化碳还原氧化铁时装置一定不能漏气。因为一氧化碳有剧毒，故尾气要处理，一般用点燃的 方法，也可以用气球收集。 3．化学方程式表示的是各物质间的关系，因此，在计算时，必须用纯净物的质量。 知识点一 金属的冶炼 1．地球上的金属资源除________等少数以单质形式存在以外，其余都以化合物形式存在。 2．一氧化碳还原氧化铁的实验： (1)实验现象：红色粉末逐渐变成________色；澄清的石灰水________；尾气燃烧产生________色火焰。 (2)化学方程式：____________________________。 (3)实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成________。 3．工业炼铁： (1)设备：____________； (2)原料：______________________________； (3)炼铁高炉中发生反应的三个化学方程式为___________________________________________________。 知识点二 混合物、纯净物和纯度之间的关系 4．(1)纯净物的质量＝________________________________________________________________________； (2)混合物的质量＝________________________________________________________________________； (3)纯净物的质量分数(又称纯度)＝_______________________________________________________。 1．人类开发利用金属单质的年代与金属活动性顺序有着某种联系，因此下列金属中，人类开发利用的年代最 迟的是( ) A．铜 B．铁 C．铅 D．铝 2．下列有关 Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2 的认识中，正确的是( ) A．Fe2O3 是磁铁矿石的主要成分 B．体现了 CO 的还原性 C．Fe2O3 发生了氧化反应 D．该反应常用于在实验室里制取 CO2 3．工业炼铁的主要原料中，正确的一组是( ) ①铁矿石 ②焦炭 ③一氧化碳 ④石灰石 ⑤空气 A．①②⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④
4.某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁,假设杂质不含铁元素)来炼制铁。若要炼制含铁96%的生铁63t, 假设在炼制过程中损失10%的铁元素,则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是() A.120tB.108tC.96tD.84t 5.如图所示,甲图是一氧化碳与氧化铁的反应装置示意图,乙图是高炉炼铁示意图。请回答下列问题 (1)写出甲图中的实验现象 (2)甲图中装置的不足之处是 (3)请写出高炉中生成铁的化学方程式 6.化学造福人类。如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.①②③④B.只有②③④ C.只有①③④D.只有③④ 7.(达州中考)在反应3CO+Fe2O==2Fe+3CO2中,铁元素的化合价由+3价变为0价,碳元素的化合价由 +2价变为+4价。这类在化学反应前后有化合价变化的反应属于氧化还原反应。据此判断,下列反应不属于氧化 还原反应的是() A. 2H,+O =2H2O B. Fe+ CuSO4=FeSO4+Cu C. 2H,O H2O+O2↑ D. Fe203+3H2SO4=Fe2(SO4)3+ 3H20 8.用如图所示装置还原氧化铁,已知实验过程中除生成铁外还可能生成四氧化三铁、氧化亚铁等固体物质 关于该实验,下列说法错误的是() A.实验结束时,玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色,该产物不一定是铁 B.实验时,试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成 C.反应后,玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了,证明一定有铁生成 D.右端酒精灯点燃的目的是为了减少空气污染 9.竖炉炼铁也是一种重要的炼铁方法,其工艺流程如图所示。下列说法正确的是( A.催化反应室中发生的反应为2CH4+CO2+H2O=3CO+5H2 B.该工艺流程中,甲烷的作用只是生产合成气的原料 C.该流程中,可循环利用的物质是CH4和CO2、H2O D.还原反应室内炼铁的原理只有3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 10.(重庆中考A卷)如图所示的炼铁高炉中发生了许多化学反应,其中就涉及碳及其化合物的相互转化。请回 答下列问题 (1)空气通过进风口与原料中的焦炭充分反应,其化学方程式为 (2)由(1)中产生的气体与炽热的焦炭会继续反应,其化学方程式为 (3)生成铁的主要反应为3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,该反应中发生氧化反应的物质是 (填字母)。 A. Fe? O3 B. CO C. D. CO 1.(.南平中考在工业制取硫酸的过程中,有发生如下反应:4FeS2+10点燃2Fe2O3+8SO2。现有含FeS60% 的黄铁矿100t(假设杂质不参加反应),最多可生产SO2多少吨?
4．某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制铁。若要炼制含铁 96%的生铁 63 t， 假设在炼制过程中损失 10%的铁元素，则理论上需要含杂质 20%的赤铁矿石的质量是( ) A．120 t B．108 t C．96 t D．84 t 5．如图所示，甲图是一氧化碳与氧化铁的反应装置示意图，乙图是高炉炼铁示意图。请回答下列问题： (1)写出甲图中的实验现象：______________________________________________________________________。 (2)甲图中装置的不足之处是：________________________________________________________________________。 (3)请写出高炉中生成铁的化学方程式：______________________________。 6．化学造福人类。如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．①②③④ B．只有②③④ C．只有①③④ D．只有③④ 7．(达州中考)在反应 3CO＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2 中，铁元素的化合价由＋3 价变为 0 价，碳元素的化合价由 ＋2 价变为＋4 价。这类在化学反应前后有化合价变化的反应属于氧化还原反应。据此判断，下列反应不属于氧化 还原反应的是( ) A．2H2＋O2===== 点燃 2H2O B．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu C．2H2O2===== MnO2 2H2O＋O2↑ D．Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O 8．用如图所示装置还原氧化铁，已知实验过程中除生成铁外还可能生成四氧化三铁、氧化亚铁等固体物质。 关于该实验，下列说法错误的是( ) A．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁 B．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成 C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成 D．右端酒精灯点燃的目的是为了减少空气污染 9．竖炉炼铁也是一种重要的炼铁方法，其工艺流程如图所示。下列说法正确的是( ) A．催化反应室中发生的反应为 2CH4＋CO2＋H2O===== 催化剂 3CO＋5H2 B．该工艺流程中，甲烷的作用只是生产合成气的原料 C．该流程中，可循环利用的物质是 CH4 和 CO2、H2O D．还原反应室内炼铁的原理只有 3CO＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2 10．(重庆中考 A 卷)如图所示的炼铁高炉中发生了许多化学反应，其中就涉及碳及其化合物的相互转化。请回 答下列问题： (1)空气通过进风口与原料中的焦炭充分反应，其化学方程式为______________________。 (2)由(1)中产生的气体与炽热的焦炭会继续反应，其化学方程式为______________________。 (3)生成铁的主要反应为 3CO＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2，该反应中发生氧化反应的物质是________(填字母)。 A．Fe2O3 B．CO C．Fe D．CO2 11．(南平中考)在工业制取硫酸的过程中，有发生如下反应：4FeS2＋11O2===== 点燃 2Fe2O3＋8SO2。现有含 FeS260% 的黄铁矿 100 t(假设杂质不参加反应)，最多可生产 SO2 多少吨？
第2课时金属资源保护 铁生锈条件:与氧气、水同时接触,发生化学反应 2.防止铁生锈常采用的方法: (1)干:保持铁制品表面洁净和干燥 (2)膜:在铁制品表面覆盖保护膜,如在车、船的表面喷涂油漆,杋械表面涂油,在杯子表面烧涂搪瓷等。 (3)镀:在铁制品表面镀一层其他金属,如在钢铁表面镀锌、镀铬等。 (4)烤:用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜,如锯条上的烤蓝 (5)改:改善金属的本质,添加合金元素,如在铁制品中加入镍制成不锈钢,可以增强铁制品的耐腐蚀性能。 3.金属资源的保护: 1)保护金属资源的原因:①金属资源是有限的,而且不可再生;②废旧金属的随意丢弃不仅造成资源的浪费, 还会造成环境的污染。 (2)保护金属资源的有效途径: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 属的替代品。 铁燃烧与铁生锈的实质相同,发生的都是氧化反应。但也有区别:铁燃烧是剧烈的氧化反应,条件是铁丝 在氧气(并非空气中燃烧,其产物是Fe3O4,呈黑色,其中部分铁元素显+2价,部分铁元素显+3价;而铁生锈则 属于缓慢氧化,条件是铁与氧气、水同时接触,其产物是铁锈,主要成分是Fe2O3,呈红褐色,其中的铁元素显+3 价 2.铁生锈与铝生锈的区别: (1)铁锈(主要成分是FeO3)很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,因此铁制品可以全部锈蚀 绕()铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,能覆盖在铝表面,从而保护里层的铝不再与氧气反应,所以铝制品 品耐腐蚀 知识点一铁制品的锈蚀 1.(1)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的 等发生化学反应的过程。 2)铁锈主要成分是 很 不能阻止里层的铁被腐蚀 知识点二防止铁生锈的方法 2.(1)隔绝 和 如在铁制品表面 、电镀等。 (2)改变铁的组织结构,可制成耐腐蚀的合金,如 知识点三金属资源的保护 3.(1)防止金属 (2)金属的 地开采矿物:(4)寻找 1.我们在日常生活中,经常会见到许多铁制品表面都喷上了油漆,其目的是() A.防止铁生锈,而且美观B.增加厚度,防止磨损 增大硬度,防止被破坏D.增大铁制品的强度 2.(泸州中考)下列家庭小实验中,铁钉被腐蚀速度最慢的是() 3.(东营中考)下列有关资源、能源的说法正确的是() A.空气和水取之不尽用之不竭,我们可随意利用,而不需要加以保护 B.化石燃料是不可再生能源,我们要合理开发与利用 C.怎样利用资源是国家的事,与我们学生无关,不需要我们去关心和学习 D.废旧金属可以回收利用,所以金属是可再生资源,金属矿藏可任意开采 4.(泰安中考)下列防锈措施合理的是() A.经常用水冲洗自行车链条B.在铁制暖气片上刷“银粉” C.用“钢丝球”打磨铝锅表面D.用过的菜刀及时用盐水清洗
第 2 课时 金属资源保护 1．铁生锈条件：与氧气、水同时接触，发生化学反应。 2．防止铁生锈常采用的方法： (1)干：保持铁制品表面洁净和干燥。 (2)膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。 (3)镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。 (4)烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。 (5)改：改善金属的本质，添加合金元素，如在铁制品中加入镍制成不锈钢，可以增强铁制品的耐腐蚀性能。 3．金属资源的保护： (1)保护金属资源的原因：①金属资源是有限的，而且不可再生；②废旧金属的随意丢弃不仅造成资源的浪费， 还会造成环境的污染。 (2)保护金属资源的有效途径：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 属的替代品。 1．铁燃烧与铁生锈的实质相同，发生的都是氧化反应。但也有区别：铁燃烧是剧烈的氧化反应，条件是铁丝 在氧气(并非空气)中燃烧，其产物是 Fe3O4，呈黑色，其中部分铁元素显＋2 价，部分铁元素显＋3 价；而铁生锈则 属于缓慢氧化，条件是铁与氧气、水同时接触，其产物是铁锈，主要成分是 Fe2O3，呈红褐色，其中的铁元素显＋3 价。 2．铁生锈与铝生锈的区别： (1)铁锈(主要成分是 Fe2O3)很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。 (2)铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝制品比 铁制品耐腐蚀。 知识点一 铁制品的锈蚀 1．(1)铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的________、________等发生化学反应的过程。 (2)铁锈主要成分是________，很________，不能阻止里层的铁被腐蚀。 知识点二 防止铁生锈的方法 2．(1)隔绝________和________，如在铁制品表面________、________、电镀等。 (2)改变铁的组织结构，可制成耐腐蚀的合金，如________。 知识点三 金属资源的保护 3．(1)防止金属________；(2)金属的________；(3)________、________地开采矿物；(4)寻找____________。 1．我们在日常生活中，经常会见到许多铁制品表面都喷上了油漆，其目的是( ) A．防止铁生锈，而且美观 B．增加厚度，防止磨损 C．增大硬度，防止被破坏 D．增大铁制品的强度 2．(泸州中考)下列家庭小实验中，铁钉被腐蚀速度最慢的是( ) 3．(东营中考)下列有关资源、能源的说法正确的是( ) A．空气和水取之不尽用之不竭，我们可随意利用，而不需要加以保护 B．化石燃料是不可再生能源，我们要合理开发与利用 C．怎样利用资源是国家的事，与我们学生无关，不需要我们去关心和学习 D．废旧金属可以回收利用，所以金属是可再生资源，金属矿藏可任意开采 4．(泰安中考)下列防锈措施合理的是( ) A．经常用水冲洗自行车链条 B．在铁制暖气片上刷“银粉” C．用“钢丝球”打磨铝锅表面 D．用过的菜刀及时用盐水清洗
5.(湘潭中考)下列有关金属资源的利用和保护不合理的是( A.废旧金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之 B.银是导电性最好的金属,应该用银全面取代铜、铝作导线 C.车船表面涂油漆可防止生锈 D.炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石 6.某同学把一根铁丝用砂纸打磨过后弯成螺旋状放入试管中,放置2~3周时间后 (1)结合右图判断装置中出现的现象应该是 (2)产生上述现象的原因是
5．(湘潭中考)下列有关金属资源的利用和保护不合理的是( ) A．废旧金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一 B．银是导电性最好的金属，应该用银全面取代铜、铝作导线 C．车船表面涂油漆可防止生锈 D．炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石 6．某同学把一根铁丝用砂纸打磨过后弯成螺旋状放入试管中，放置 2～3 周时间后。 (1)结合右图判断装置中出现的现象应该是：________；______________。 (2)产生上述现象的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________