8.3 金属资源的利用和保护（考点解读）-2023-2024学年九年级化学下册同步考点解读与专题训练（人教版）

8.3 金属资源的利用和保护（考点解读）（原卷版） 一、一氧化碳还原氧化铁 一氧化碳还原氧化铁是一个非常重要的典型实验，具体的有关内容如下： 1、化学反应方程式是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。 2、实验装置如图所示： ． 3、实验步骤是： （1）反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）； （2）反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铁再次被氧化）。 4、实验现象是红棕色的粉末逐渐变为黑色粉末，澄清石灰水逐渐变浑浊（如果点燃尾气，能够燃烧并发出蓝色火焰）． 5、尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集的方法： ①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。 6、酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度） 二、铁和常见金属的冶炼方法 1、常见的矿石：赤铁矿: 主要成分Fe2O3；磁铁矿: 主要成分Fe3O4 ；铝土矿: 主要成分Al2O3； 2、工业上炼铁 设备：高炉 （1）炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气 （2）反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （3）焦炭的作用： ①提供热量（ C+O2CO2）；②生成CO（C + CO22CO） （焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分） （4）石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。 （5）生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。 （6）高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等； 处理方法：收集后集中处理，或工业生产中常用于制煤气。 3、常见金属的冶炼方法主要有以下5种： （1）电解法，主要使用于金属活动顺序表中钠至铝之间的金属的冶炼； 例如，钠的冶炼：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；镁的冶炼：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑；铝的冶炼：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑； （2）热还原法，主要使用于金属活动顺序表中锌至铜之间的金属的冶炼； 例如①用H2作还原剂（优点：得到的金属较纯，污染小，但价格较贵），如H2+CuOCu+H2O；②用C（焦炭、木炭）、CO作还原剂（火法冶金；缺点：易混入杂质，污染空气），如 C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuOCu+CO2，C+ZnOZn+CO↑（我国是世界上冶炼锌最早的国家，明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载），3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑、3CO+Fe2O32Fe+3CO2； ③用Al作还原剂（铝热剂）冶炼难熔的金属，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3； ④用Na、Mg等活泼金属作还原剂冶炼Ti等现代的有色金属，即4Na+TiCl4（熔融）Ti+4NaCl、2Mg+TiCl4（熔融）Ti+2MgCl2（钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料）； （3）加热法（即用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法），主要使用于Hg、Ag等不活泼金属的冶炼；如：2HgOHg+O2↑、HgS+O2Hg+SO2↑、2Ag2O4Ag+O2↑； （4）置换法（湿法冶金），即根据金属的活动性顺序表的应用，利用排在金属活动性顺序中前面的金属把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来；例如，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu； （5）物理提取法，主要使用于提取Pt、Au等极不活泼的金属，由于它们在自然界中以单质形式存在，且密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质，便可得到。 三、金属锈蚀的条件及金属的防护 1、金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触；初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件，即铁与氧气、水同时接触就会生锈； 2、防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下： （1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥； （2）在铁制品表面涂上一层保护膜；例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等； （3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）；例如，锯条、链条等； （4）在铁制品表面镀上一层其他金属；例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等； （5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。 四、金属的回收利用和金属资源的保护 1、金属的回收利用是指将一些废弃的金属材料通过不同的渠道汇集起来，再加工再利用，如图所示： 2、金属的回收利用