【卷03】第八单元 课题3 金属资源的利用和保护-2022-2023学年九年级化学下册最新命题导向与精品讲义（人教版）

第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 课本核心知识点精讲 知识点1 铁的冶炼 1.金属资源的存在及存在形式 存在 地壳和海洋中 存在形式 单质(少数很不活泼的金属，如金、银等) 化合物(金、银等以外的其他金属) 特别提醒：“沙里淘金”说明金在自然界中以单质形式存在。 2.几种常见矿石的名称和主要成分 名称 赤铁矿 磁铁矿 黄铁矿 菱铁矿 黄铜矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeS2 FeCO3 CuFeS2 特别提醒： 冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则： (1)所需提炼金属的含量高； (2)矿石中含对环境有害的元素少； (3)冶炼途径尽可能简便。 3.一氧化碳还原氧化铁 (1)实验装置 (2)实验步骤 (3)实验现象 粉末逐渐由红棕色变成黑色；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+Fe2O3 2Fe+3CO2(玻璃管中)； ②CO2+Ca(OH)2=CaCO, ↓ +H2O(试管中)； ③2CO+O22CO3(导管末端)。 (5)实验结论 红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，同时生成二氧化碳。 (6)注意事项 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：防止铁粉在较高温度下氧化。 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，防止污染空气。 4.工业上铁的冶炼 (1)主要设备：炼铁高炉。 (2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气等。 (3)炼铁高炉及反应过程示意图 (4)发生的主要反应 B区产生还原剂：C+O2CO2；CO2+C2CO。 A区生成生铁：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 特别提醒：工业炼铁与实验室“炼铁”的区别 (1)还原剂来源不同。工业炼铁中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；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；实验室“炼铁”使用玻璃管，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。 例1：(2022山东青岛市南一模)下面是一氧化碳和氧化铁在高温下发生反应的实验装置图，下列说法不正确的是( ) A.实验开始时，先通一段时间纯净的一氧化碳，再给玻璃管中固体药品加热 B.实验结束时，先停止加热，待玻璃管中固体冷却后再停止通一氧化碳 C.反应过程中可观察到a处固体由黑色逐渐变为红棕色 D.一氧化碳有毒，在c处将其点燃转化为二氧化碳或用气囊收集以防止污染空气 【答案】C 【解析】实验开始时，先通一段时间纯净的一氧化碳，再给玻璃管中的固体药品加热，目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；实验结束时，先停止加热，待玻璃管中固体冷却后再停止通一氧化碳，以防止生成的铁氧化；一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，可观察到a处固体由红棕色逐渐变为黑色；一氧化碳有毒，在c处将其点燃转化为二氧化碳或用气囊收集以防止污染空气。 知识点2 含杂质物质的有关计算 1.化学方程式中所体现的各物质的质量关系都是纯物质之间的质量关系。在进行计算时，必须将含杂质的物质质量换算成纯物质的质量，再代入化学方程式进行计算。 2.常用换算公式 (1)混合物中某物质的质量分数=×100%； (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= 特别提醒：进行含杂质物质的计算时，要看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是主要成分的质量分数，计算时一般都假定杂质不发生反应，换算后的纯物质的质量在代入化学方程式时，要找准对应的位置。 例2：(2022湖南常德鼎城期末)我国是世界钢铁产量大国，炼铁的主要原料是铁矿石，现有含氧化铁60%的赤铁矿石800t,理论上可炼出纯铁多少吨？ 【答案】解：设理论上可炼出纯铁的质量为x 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 160 112 800 t×60% x = 解得x=336 t 答：理论上可炼出纯铁336t。 【解析】先根据“某物质的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数”求出题给赤铁矿石中氧化铁的质量，然后根据化学方程式求出理论上能炼出纯铁的质量。 知识点3 金属的锈蚀与防护 1.铁制品的锈蚀 (1)探究铁制品锈蚀的条件 【实验图示】 【实验结论】铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。 (2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,结构疏松，不能阻碍里层的铁继续锈蚀。 特别提醒：钢铁的锈蚀速率受外界环境的影响，会随着环境温度升高、湿度增大、酸性增强