8-3 金属资源的利用和保护（教师备课版）-2020-2021学年九年级化学下册全能王（人教版）

8-3 金属资源的利用和保护 1．存在形式 金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数极不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。 2．几种常见的金属矿石及主要成分 名称 赤铁矿 磁铁矿 黄铁矿 菱铁矿 黄铜矿 辉铜矿 铝土矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeS2 FeCO3 CuFeS2 Cu2S Al2O3 3．我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观上也占有重要的地位。 大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。 1．一氧化碳还原氧化铁 （1）实验装置。 （2）实验步骤：①检查装置的气密性；②装入药品并固定装置；③向玻璃管内通入CO气体；④加热氧化铁；⑤停止加热；⑥停止通入CO气体。 （3）实验现象：红棕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。 （4）化学方程式： ①3CO+Fe2O32Fe+3CO2(硬质玻璃管中)； ②Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O(试管中)； ③2CO+O22CO2(酒精灯处)。 （5）实验结论：红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁。 易错提醒 （1）实验操作分析。 ①先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。 ②实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却的目的：防止氧化铁还原成的铁粉在较高温度下被重新氧化。 ③尾气处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。 （2）产物检验：可以用与盐酸反应的方法，若有气体生成，说明有铁生成。 2．工业炼铁 （1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 （2）冶炼原理：在高温下，利用炉内反应产生的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。 （3）设备：高炉(如图) （4）炉内的主要反应 ①产生CO： C+O2CO2，CO2+C2CO。 ②在高温下用还原剂CO把铁从铁矿石中还原出来：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 1．铁制品的锈蚀 （1）条件：与空气中的氧气和水同时接触。 （2）铁锈：主要成分是Fe2O3·xH2O，结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续被锈蚀。 （3）钢铁的纯度、温度、湿度和酸碱性等也是影响钢铁锈蚀的因素。 2．防止铁生锈的常用方法 （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，制成合金，如在铁制品中加入镍、铬制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。 3．保护金属资源 1．计算公式 （1）混合物中某物质的质量分数=×100%=1−杂质的质量分数 （2）某物质的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数 （3）混合物的总质量= 2．计算步骤 （1）将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量； （2）将纯净物的质量代入化学方程式进行计算； （3）将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质的质量。 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，而实验室“炼铁”采用直接通入一氧化碳气体的方法。 2．设备不同。 工业炼铁使用高炉，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。 铁生锈是铁与氧气和水共同反应的结果，因此关于铁生锈的探究主要是针对这两个条件，通常有两种考查方式：对实验进行设计或解答探究过程中的某些环节。无论是哪种考查方式，都是针对生锈条件进行探究，都要注意用控制变量法设置对比实验，逐个条件加以验证，以得到结论。 控制变量法的应用 探究金属腐蚀的条件通常采用控制变量法设计对比实验来进行。控制变量是控制一个量不同，其他条件都相同的情况下，来研究该变量对反应的影响。控制变量法的设计程序如下： 1．（2020·深圳外国语学校九年级上期末）下列矿石冶炼时产生的物质会污染空气且能形成酸雨的是（ ） A．赤铁矿（Fe2O3） B．黄铁矿（FeS2） C．菱铁矿（FeCO3） D．磁铁矿（Fe3O4） 【答案】B 【解析】污染空气且能形成酸雨的主要气体有二氧化硫、二氧化氮和三氧化硫。根据化学反应中元素种类是不变的，所以矿石中要含有硫元素或氮元素，才能产生形成酸雨的气体。故选B。 2．（2020·葫芦岛市龙港区九年级上学期期末）下列不属于保护金属资源的