8.3 金属资源的利用和保护讲义-2023-2024学年九年级化学人教版下册

第八单元 金属和金属材料 第三节 金属资源的利用和保护 一、铁的冶炼 1.矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。 常见的矿石及主要成分：赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)等。 2.铁的冶炼 (1)实验室——一氧化碳还原氧化铁 (2)工业——高炉炼铁 设备：高炉 原料：铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、焦炭、石灰石、(空气)。 反应原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅(SiO2)转变为炉渣(CaSiO3)。 产品：生铁(实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳)。 二、含杂质的反应物或生成物的有关计算 当参加反应的物质含杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。 一般利用该公式及其变形：。 【例题】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？ 【解法1】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 设生成的铁的质量为x。 折合为含铁96%的生铁的质量为 答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。 【解法2】 设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。(x不是纯物质的质量，不能直接代入计算) 1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。 ( 植物油 干燥剂 )三、铁生锈的实验 【实验器材】(见下图)大试管、试管夹(带铁夹的铁架台)、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。 【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。 【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。 【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。 【注意事项】 第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气； 第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。 铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。 四、除去铁锈的方法 1.物理方法：刀刮、砂纸打磨。 2.化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。 3.防止铁制品生锈的方法 (1)保持铁制品的洁净、干燥； (2)擦干后涂一层保护膜(作用：隔绝空气、防水)。具体方法如下： 物理方法——刷漆(油漆或银粉)、涂油 化学方法——电镀其它金属(铬或锌)、烤蓝 制成不锈钢。 五、金属资源的保护措施 1.防止金属的腐蚀； 2.回收利用废旧金属； 3.有计划、合理地开采矿物； 4.寻找金属的代用品。(例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等) 意义：节约金属资源和能源，降低金属的生产成本，减少对环境的污染。 六、知识点练习 1.下列叙述正确的是(　　) A.生活中可以用煮沸和蒸馏的办法来降低水的硬度 B.制糖工业中用木炭来脱色以制白糖 C.在水龙上镀铬耐磨、耐化学腐蚀且美观 D.贵重设备、精密仪器失火最好使用干粉灭火器 2.细心的同学会注意到在面盆、痰盂等铁制品表面有烧制搪瓷，其目的是( ) A.增大硬度防止撞坏 B.增大厚度防止磨损 C.防止铁生锈且美观 D.美观和杀菌消毒作用 3.下列有关金属材料的说法正确的是(　　) A.金属材料都是银白色的固体 B.铁制品在潮湿的空气中易生锈 C.高炉炼铁的原理是用焦炭还原赤铁矿 D.为了减缓铁制品的锈蚀洗净其表面的油膜 4.根据下列实验方案进行实验，不能实现相应实验目的的是( ) 选项 A B C D 实验装置 实验目的 探究固体与液体反应是否生成了气体 验证质量守恒定律 探究温度达到着火点是燃烧的必要条件 探究氧气对铁钉生锈的影响 5.世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重要问题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是( ) A.铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的结果 B.回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一 C.铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝的金属活动性比铁强 D.铝的抗腐蚀能力比铁强，因为铝表面会形成致密而坚固的氧化膜 6.木炭与氧化铜、一氧化碳与氧化铜反应的实验装置分别如图所示 下列说法正确的是(　　) A.一氧化碳与氧化铜的反应中A的作用是尾气处理 B.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应中，都只有碳元素的化合价发生变化 C.两个实验中都可以观察到红色固体变黑 D.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应 7.某化学