2023年中考一轮复习讲义金属的冶炼与防护

33. 金属的冶炼与防护 ———————————————————————————————————————————————— 目录 【课堂笔记1】金属的冶炼……………………………………………………………………………………………01 【课堂笔记2】金属的防护……………………………………………………………………………………………08 ———————————————————————————————————————————————— 【课堂笔记1】金属的冶炼 1. 自然界中金属元素的存在形式：金属元素在自然界中的存在形态有两种：游离态和化合态。 (1)自然界中只有少数化学性质不活泼的金属以单质形式存在，如金、银。 (2)大部分金属元素存在于化合物中，以化合态形式存在。 ①自然界中含铁元素的矿石：赤铁矿（主要成分：Fe2O3）、磁铁矿（主要成分：Fe3O4）、菱铁矿（主要成分：FeCO3）、硫铁矿（主要成分：FeS2）。 ②自然界中含铜元素的矿石：黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿、孔雀石（主要成分：Cu2(OH)2CO3）。 2. 铁的冶炼 (1)一氧化碳还原氧化铁实验 ①实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ②实验装置 ③实验步骤 a. 检查装置气密性； b. 转入药品并固定装置； c. 缓慢通入一段时间纯净的CO，排除装置内的空气，从右端玻璃导管口处收集并检验导出的CO的纯度，CO已纯净时，先点燃右侧的酒精灯处理尾气，再点燃左侧的酒精喷灯给氧化铁加热。 d. 当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，熄灭酒精喷灯，停止加热； e. 继续通入CO，等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。 ④实验现象：红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。 ⑤有关的化学方程式 硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 试管中：Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。 尾气处理：2CO+O22CO2。 【重点解析】 ①实验中将氧化铁碾成粉末。目的：增大氧化铁与CO的接触面积，使反应更充分。 ②实验时，先通CO，再加热。目的：排出玻璃管中的空气，保证CO纯度，防止加热后爆炸 ③熄灭酒精喷灯时，无需断开玻璃管与石灰水之间的连接橡皮管。原因：由于继续通入CO，使生成的Fe在CO的环境中冷却，石灰水不会倒吸。 (2)工业炼铁 ①炼铁的原理：焦炭在高温下跟O2反应生成CO2，CO2再转化为CO，CO作还原剂，在高温下把铁矿石中的铁元素还原出来。 C + O2CO2 C + CO22CO Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2 ②原料及作用： a. 铁矿石：提供原料。 b. 焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。 c. 石灰石：与铁矿石中的杂质反应，生成炉渣。炉渣的密度小，漂浮在铁水的表面上，从出渣口流出。 ③设备：高炉。 ④产品：生铁（铁碳合金，且含碳量比较高，为为2.11% ~ 4.3%） 【重点解析】铁碳合金有两种：生铁和钢。生铁含碳量较高，为2.11% ~ 4.3%；钢含碳量较低，为0.03% ~ 2.11%。高炉炼铁得到的是生铁，如果想要得到钢，那就把生成的生铁送到炼钢厂。 【对点分析1】 1. 有关金属材料及金属资源的叙述正确的是（　　） A．人类利用金属的先后年代顺序是铝、铁、铜 B．合金比组成其纯金属的硬度小 C．地壳中金属资源大多数以化合物形式存在 D．地球上的金属资源是无限的 2. 把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，得到的产物是（　　） A．生铁 B．铜 C．纯铁 D．钢 3. 如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是（　　） A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 B．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物 C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀 D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染 4. 用“W”型玻璃管进行微型实验，如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．a处红棕色粉末逐渐变为黑色 B．a处的反应为CO+FeO＝Fe+CO2 C．实验开始时，应先通CO后加热 D．可利用点燃的方法进行尾气处理 5. 利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ） A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价 B．充分加热，a处固体由黑色变为红色 C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 D．可用水吸收尾气中的CO 6. 钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说正确的是（ ） A．该实验不需要增加尾气处理装置 B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热 C．NaOH溶液