初中人教版课题 3 金属资源的利用和保护导学案及答案

金属资源的利用和保护

【要点梳理】

知识点一、一氧化碳还原氧化铁

(1)仪器：铁架台、硬质玻璃管、单孔橡皮赛、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。

(2)药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体

（3）装置图：

（4）步骤：①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳。

（5）现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。

（6）化学方程式：3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2          2CO+O2=====2CO2        Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

（7）注意事项：与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试管冷却。

（8）尾气处理：因CO有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO2或收集备用。

知识点二、工业炼铁

（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂（CO）将铁从铁矿石里还原出来。

（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气

（3）主要设备：高炉

（4）冶炼过程中发生的化学反应：

C+O2====CO2                 2CO+O2=====2CO2             3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2          

CaCO3=====CaO+CO2↑         CaO+SiO2=====CaSiO3

注意：石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。

知识点三、含杂质化学反应的计算

1. 纯净物与含杂质物质的换算关系：

含杂质物质的质量                           纯净物质的质量

物质纯度=                      ×100% = 1-杂质的质量分数

 2.含杂质物质的化学方程式的计算步骤：

（1）将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量。

（2）将纯净物质质量代入化学方程式进行计算。

（3）将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质的质量。

知识点四、 金属的锈蚀和保护

1.铁的锈蚀条件：有水和氧气      2.防锈的方法：保持干燥；隔绝氧气

知识点五、保护金属资源

1．  防止金属的腐蚀  2、金属的回收利用   3、有计划合理的开采矿物   4、寻找金属的代用品

  【典型例题】

1、下列家庭小实验中，铁钉被腐蚀速度最慢的是（　　）

2．炼铁的主要原料是（  ）

A．石灰石、焦炭、生铁      B．焦炭、氯酸钾、二氧化锰

C．石灰石、焦炭、铁矿石    D．铁矿石、氧气、二氧化锰

3、下列说法中正确的是（　　）

举一反三：

1、铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明氧气一定参加了反应必须要做的实验是（　　）

2、下列关于铁制品的使用合理的是（　　）

3、下列说法正确的是（　　）

【典型例题】

1、某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置如图”所示．
（1）若先给氧化铁加热，再通一氧化碳可能产生的后果是______．
（2）写出A中发生反应的化学方程式______ 
2、有1吨含Fe2O380%赤铁矿，可炼成含杂质2%的生铁多少吨

举一反三

1、实验室里，用如上图所示装置还原氧化铁，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是（    ）
  A. 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
  B. 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
  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. 为了减少空气污染，应增加尾气处理装置

2、钢铁是使用最多的金属材料。

 （1）铁制品在一定条件下能生锈，疏松的铁锈不能阻碍里层的铁继续与       反应，因此铁制品可以进一步锈蚀。防止自行车链条生锈的合理措施是           。用盐酸除铁锈的化学方程式为            。

（2）用一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学方程式为              。回收利用废旧金属制品的目的之一是                  。

3、某赤铁矿的样品中，铁元素的质量分数为65％，则该赤铁矿中的质量分数为（  ）

A．92.86％    B．91.86％    C．90.86％     D．89.86％

【巩固提升】

一、选择题

1、如图是初中化学中几个重要实验，有关该几个实验的说法错误的是（　　）
 

2、铁在下列哪种情况下最容易生锈（　　）

3、下列认识不正确的是   （       ）             

A．隔绝空气和水可以防止铁生锈                    B．铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O

   C．钢是很纯的铁                                 D．被腐蚀的铁制品应该加以回收

4、下列说法正确的是（        ）

  A．铁钉在潮湿的空气中容易生锈               B．处理金属废弃物的方法是填埋法

  C．铜粉在空气中加热后固体质量会增加，因此这个反应不遵守质量守恒定律

 D．钢铁是钢和铁熔合在一起制得的具有金属特性的合金

5、控制变量法是实验探究的重要方法。利用下图所示实验不能实现的探究目的是 （       ）

A．甲中①②对比可探究铁的锈蚀与植物油是否有关

B．甲中①③对比可探究铁的锈蚀与水是否有关

C．乙可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度

D．乙可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触

二、实验题

1、早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：

（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程式         

                                             ；

（2）一段时间后，实验中酒精喷灯处玻璃管中的实验现象是               ，澄清石灰水的试管中可观察到的现象是            ，有关方程式               ；最右边酒精灯处的实验现象                      ，有关化学方程式                             

（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是                              ；

（4）实验前“通入CO”与“开始加热”的顺序是                               ，原因是                              ；实验后“停止通入CO”与“停止加热”的顺序是                                  ，原因是                             

2、已知木炭粉（假设木炭粉中不含杂质）和氧化铁粉末在加热条件下能发生化学反应，某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动。

【查阅资料】将CO通入氯化钯溶液中，会出现黑色沉淀。

【实验过程】同学们设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)。

⑴探究反应中产生气体的成分

称取9.0 g氧化铁和1.2 g木炭粉，混合均匀后进行实验。打开止水夹a通一段时间的氮气，关闭a。再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间，观察到澄清石灰水变浑浊，氯化钯溶液中出现黑色固体。

木炭粉与氧化铁粉末反应一定生成了           气体；E处酒精灯的作用是                ；B中发生反应的化学方程式为                  ；加热前通一段时间氮气的原因是                。

⑵探究反应后剩余固体的成分

【提出猜想】

猜想1：只含有铁；

猜想2：含有铁和木炭；

猜想3：含有            ；

猜想4：含有铁、木炭和氧化铁。

【实验验证】

小组同学测得剩余固体质量为6.6 g，将剩余固体置于烧杯中，向其中加入足量的稀盐酸，固体全部溶解且有大量气泡出现，猜想不成立的是        ，剩余固体中含有的物质及质量分别为        。

三、计算

将1.5克含杂质的铁粉放入足量的硫酸铜溶液中（杂质不起反应），完全反应后，共得铜1.6克，求铁粉中杂质的质量分数？