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金属资源的利用和保护
一、铁的冶炼
1.实验室炼铁
①原理:以氧化铁为例,3CO + Fe2O3 ══ 2Fe + 3CO2 。
②装置:
③步骤及现象:
a.连接装置,检查装置气密性。
b.先.通一会一氧化碳,再.点燃酒精喷灯,观察到玻璃管中红棕色固体变黑,澄清
石灰水变浑浊。
c.反应结束后先.熄灭酒精喷灯,继续通一氧化碳,以防止还原的铁在高温状态再
次被氧化,待温度降低后,再.停止通一氧化碳。
④注意事项及原因:
注意事项 原 因
先通一氧化碳再加热
排尽装置内的空气,防止因一氧化碳中混有空气,加热时
发生爆炸
停止加热后再通一氧化
碳至冷却
防止铁在高温下,遇到空气中的氧气而被氧化
石灰水的作用 验证反应是否生成了二氧化碳
酒精灯的作用 处理尾气中有毒的一氧化碳,防止一氧化碳排放到空气中
2.工业炼铁
①设备:炼铁高炉。
②原料:铁矿石(以赤铁矿为例)、焦炭、石灰石、空气。
③原理:C + O2 ══ CO2、CO2 + C ══ 2CO、3CO + Fe2O3 ══ 2Fe + 3CO2。
④产品:生铁。
高温
高温 高温 高温
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⑤焦炭的作用:生成一氧化碳、提供高温。
石灰石的作用:将矿石中的二氧化硅转变成炉渣。
⑥出铁口要低于出渣口,因为铁水密度大于炉渣。
二、铁锈蚀的主要条件
1.铁生锈条件的探究
①现象:A试管中铁钉生锈;B和 C试管中铁钉未生锈。
②结论:铁制品的锈蚀的条件是与氧气、水接触发生反应。
③产物:铁与氧气、水等反应生成铁锈(主要成分是 Fe2O3·xH2O)。
④铁锈很疏松,能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙,不断向内层渗透,直至铁
被完全锈蚀。
2.如何防止铁生锈
①原理:隔绝空气或水。
②常见防锈措施:
a. 保持铁制品表面的洁净干燥。
b. 给铁制品表面涂保护膜,如涂油、喷漆、镀一些不易腐蚀的金属、烤蓝等。
c. 改变金属的内部结构,如制成不锈钢等。
三、保护金属资源的有效途径
1.防止金属锈蚀。
2.金属的回收利用。
3.有计划合理地开采矿物。
4.寻找金属代用品。