江苏省南京市中考化学 第八单元金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护同步学习 VIP免费

江苏省南京市中考化学课堂同步练习一、金属在自然界中的存在在地壳和海洋中存在着大量的金属资源，大多数金属以化合物的形式存在，极少数金属如金、银等以单质的形式存在。地壳中含量最多的金属元素是铝，其次是铁、钙、钠、钾镁等（如下图所示）。工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。常见的矿石有：状元笔记含有铁元素的矿石都可以经过冶炼得到铁，但实际生产中还要考虑矿石中铁元素的含量以及在生产过程中是否产生污染性气体等。如黄铁矿会产生有毒的SO2，故一般不用来炼铁。二、铁的冶炼1.炼铁的原理炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，把铁还原出来。下面的实验就是模拟炼铁的原理。模拟炼铁的实验装置如下图：实验步骤：①检查装置的气密性；②在硬质玻璃管中，放入少量氧化铁粉末；③向玻璃管中通入CO气体；④给氧化铁加热；⑤当试管内红色粉末变为黑色时停止加热；⑥待试管冷却后停止通CO。⑦实验现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。状元笔记为了保证实验效果，实验的先后顺序很重要。可总结为：一氧化碳“早来晚走”，酒精灯“迟到早退”。有关化学方程式：大玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2试管中：CO2+Ca（OH）2====CaCO3↓+H2O尾气处理：2CO+O22CO2注意事项：①加热前要先通CO，目的是排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合发生爆炸；②实验完毕要继续通CO，防止生成的铁在较高温度下，重新被氧化；（可概括为CO“早来晚走”）③多余的CO要燃烧掉，防止CO污染空气。思考：上面的实验如何改进可以达到节约能源的目的？分析：尾气中的CO是一种很好的燃料，如果在实验过程中，将尾气导管加长伸到给氧化铁加热的酒精喷灯的火焰上，这样既处理了尾气又充分利用了CO燃烧产生的热量，达到了节约能源的目的。状元笔记凡是有CO参加或CO生成的实验，一定要有尾气处理装置，否则没有反应的CO会排放到空气中，污染空气。一般用燃烧的方法将其变为无毒的CO2，也可以用气球收集起来再利用。【示例】下图是某同学设计的CO还原Fe2O3的实验装置。（1）指出该装置的不足之处：_________________，如何改进_____________________。（2）氧化铁变为单质铁反应的化学方程式为_____________________；石灰水的作用是________________________，有关反应的化学方程式为_______________________________。解析：该实验最明显的不足是没有尾气处理装置。只要有CO参加或有CO生成的实验一定要有尾气处理装置。答案（1）没有尾气处理装置将石灰水装在试管（或广口瓶）内，塞上双孔塞，导出的气体在酒精灯的火焰上燃烧掉（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2检验反应是否发生CO2+Ca（OH）2====CaCO3↓+H2O2.工业炼铁的过程工业炼铁是一个复杂的过程：（1）主要设备：高炉（如上图）。（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石。（3）方法及原理：利用上述CO还原Fe2O3的原理，将原料按一定比例加入高炉，从炉下通入热风，使焦炭燃烧产生CO2，CO2再与炽热的碳反应生成CO，再将铁矿石中的铁还原出来。石灰石的作用是使铁矿石中的杂质（如二氧化硅）转变为炉渣而除去。（4）高炉内发生的主要反应：①焦炭燃烧：C+O2CO2②二氧化碳与焦炭反应产生还原剂CO：CO2+C2COCO③将铁的氧化物还原为单质铁：Fe2O3+3COFe+3CO2或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2【示例】下列反应不是在炼铁高炉内发生的是（）A.C+O2CO2B.2CO+O22CO2C.2C+O22CO2O3+3CO2Fe+3CO2解析：碳在氧气不充足的条件下燃烧生成CO，炼铁时从高炉下部通入充足的空气，因而不会生成大量CO。答案：C状元笔记在炼铁过程中，焦炭的作用有两个：一是作燃料，提供高温；二是提供还原剂CO。用CO作还原剂比直接用焦炭作还原剂效果好，得到生铁的纯度高。3.关于炼铁的计算在炼铁的过程中所用的原料和产品都是不纯物，在计算用料和产量时要考虑杂质的含量。在根据化学方程式计算时，要将不纯物换算成纯净物才能应用物质之间的质量比。因为化学方程式所表达的都是纯净物之间的质量关系。【示例】1000t含氧化铁80%的赤铁矿中最多可以炼出含铁96%的生铁多少吨？解析：解答这类题目，一定要注意题目告诉的已知量和要求的未知量以及不纯物与纯净物之间的换...