人教版初中化学九年级下册第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护习题

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=====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=====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

高温

高温

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=====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=====2H2O B．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu C．2H2O2=====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=====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．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=====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？

点燃

高温

高温

催化剂

MnO2

点燃

高温

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