8.3 金属资源的利用和保护（含培优竞赛试题）-【划重点】2023-2024学年九年级化学下册同步讲与练（人教版）

8.3 金属资源的利用和保护 学习目标 重难点 1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿石 2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算 3.了解金属锈蚀条件以及防止金属锈蚀的方法 4.掌握工业冶炼生铁的原理 重点：1.金属锈蚀的条件探究 2.工业冶炼生铁的原理 3.含杂质的计算 难点：1.金属锈蚀的条件探究 2. 工业冶炼生铁的原理 知识框架 知识01 金属的冶炼 一、金属元素的存在： 1. 金属在地壳中的含量：金属在地壳中含量的顺序是：铝、铁、钙、钠、钾、镁、锌、铜、银、金。 2. 金属在自然界的存在： 除少数很不活泼金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。 3. 常见的金属矿石： 金属矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 FeCO3 CuFeS2 Cu2S 二、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： ①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置； ③通入CO并点燃酒精灯； ④排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热； ⑥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+CO2= ↓+H2O。 尾气处理：2CO+O22CO2。 （2）工业炼铁 ①炼铁的原理： 在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物（氧化铁、四氧化三铁）。 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---可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。 ③设备：高炉。 ④产品：生铁(混合物) 1．（2023·山东省滨州市中考真题）人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中，正确的是 A．金属在常温下都是固体 B．工业炼铁的原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，该反应属于置换反应 C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈 D．铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应 2．（2023·黑龙江绥化中考真题）将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是 A．m的值为19.6 B．参加反应的铁的氧化物的质量为16g C．当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14g D．铁的氧化物中x:y=2:3 3．（2023·广东广州中考真题）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。 (1)制备CO的原理是：HCOOHCO↑+H2O（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是______（填标号）。 (2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为______。 (3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。 ①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是______。 ②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中，______。 (4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。 ①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于______℃。（填“400”“600”或“800”） ②图中：x＝______。 ③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：______= Fe3O4+______。 知识02 金属资源的保护 1.铁制品锈蚀条件的探究 实验装置 现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈 现象分析 铁钉同时和氧气（或空气）、水接触 铁钉只和水接触 铁钉只和氧气（或空气）接触 结论 铁钉生锈的条件：同时和氧气（或空气）、水接触 （1）铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。 （2）铁锈的主要成分是 ，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被