2.5物质的转化：金属冶炼专题-2023-2024学年浙教版九年级上册科学

金属冶炼专题 【知识梳理】 1、金属在自然界的存在：仅有少数金属是以游离态（即单质）的形式存在的，大多数金属是以化合态的形式存在的。 2、金属的冶炼原理与方法 （1）原理：金属氧化物与还原剂（C、CO、H2等）在高温（或加热）下反应，还原剂夺取金属氧化物中的氧，使其还原成金属单质。 （2）方法：常用的金属冶炼方法是用C、CO（炽热的碳在高温条件下，能够与二氧化碳反应生成一氧化碳：C＋CO22CO）或H2等具有还原性的物质与金属氧化物在高温下反应，夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质。例如： C＋2CuO2Cu＋CO2↑ C＋CO22CO CO＋CuO=== (△)Cu＋CO2 H2+CuO=== (△)Cu+H2O 3、还原反应：含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫作还原反应。能从含氧化合物中夺取氧的性质叫作还原性。有还原性的物质可作还原剂。 4、氢气还原氧化铜的实验 （1）实验装置，如下： （2）步骤、现象或结论 实验步骤 现象或结论 （1）观察氧化铜的颜色； （2）在试管中加入少量氧化铜，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热； （3）反应完成后停止加热； （4）继续通入氢气，直到试管冷却 （1）氧化铜是黑色固体； （2）固体物质由黑色粉末变成红色物质，试管口有水生成。 （3）反应的化学方程式为H2+CuO=== (△)Cu+H2O 5、铁的冶炼原理：在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石中把铁还原出来。如图是“一氧化碳还原氧化铁”的实验装置图。 上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，即在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石中把铁还原出来。实验中红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，生成了铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3＋3CO=== (高温)2Fe＋3CO2。注意处理尾气CO的酒精灯要先点燃，最后熄灭。以防止有毒的CO逸散到空气中污染空气。 【注意】（1）可燃性气体在不纯时点燃或加热有可能发生爆炸，因此，在点燃或加热前应进行纯度检验；在做实验时要先通气体后加热，以免混合气体点燃时发生爆炸。 （2）含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫作还原反应。能从氧化物中夺取氧的性质叫作还原性，具有还原性的物质可作还原剂。 6．还原反应与还原剂 还原反应：含氧化合物里的氧被夺取的反应。 还原剂：具有从含氧化合物里夺取氧的能力，还原性是化学性质。 7．有关纯度的计算 例题：100吨含Fe2O3质量分数为85%的铁矿石中，可炼出含铁质量分数为96%的生铁为多少吨？ 方法一： 铁矿石中含Fe2O3的质量为：100吨×85% = 85 吨 Fe的质量为：85吨×（112/160）× 100%=59.5吨 炼出的生铁的质量为：59.5吨÷96%＝62吨 答：炼出的生铁质量为62吨。 方法二： 【例题精讲】 例1．实验室里用如图所示装置还原氧化铁，关于该实验下列说法正确的是（ ） A．玻璃管中发生的反应属于置换反应 B．该实验只说明了一氧化碳具有还原性 C．实验观察到的现象为红棕色固体变黑，澄清石灰水变浑浊 D．实验时，通入纯净一氧化碳的同时，点燃酒精喷灯给玻璃管加热 例2．用赤铁矿石炼铁时，把赤铁矿石、石灰石、焦炭一起加入高炉，并通入空气，在高温下反应，其中不可能发生的化学反应是( ) A．C＋O2CO2 B．2Fe2O34Fe＋3O2↑ C．2C＋O22CO D．3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 例3．炼铁的原料是（　　） ①焦炭②生石灰③石灰石④空气⑤铁矿石⑥一氧化碳． A．②④⑥ B．①②④⑤ C．①③④⑥ D．①③④⑤ 例4．三国时的“红脸”关云长与北宋时的“黑脸”包公本是互不相干的著名历史人物，一首描述某一化学实验过程的诗将两人联系在一起，诗的内容如下：“包公静卧水晶房，轻风迎面喜洋洋，忽然一阵烈火起，烧得包公变云长，云长急令退烈火，只留轻风吹暖房。”诗中的“包公”是指黑色CuO粉末，“云长”指的是红色的铜，则轻风是指( ) A．C B．CO2 C．O2 D．H2 例5．实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是：( ) A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成 B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁 C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成 D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置 例6．构建知识网络是重要的学习方法。右图是关于铁化学性质的知识网络(“一”表示一种物质转化为另一种物质)，其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。请