内容正文:
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
1、地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。在地壳中的含量居前三位的金属元素是铝、铁、钙(或Al、Fe、Ca)。
2、常见的金属矿石的主要成分:赤铁矿(Fe2O3);磁铁矿( Fe3O4);菱铁矿(FeCO3);铝土矿(Al2O3 );黄铜矿(CuFeS2);辉铜矿(Cu2S)。其中,提取量最大的是Fe。
3、铁的冶炼
(1)原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气
常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4 )、赤铁矿(主要成分是Fe2O3 )
A区发生的反应:3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
B区发生的反应:CO2+C2CO、C+O2CO2
(3)需注意:
①先通CO再加热的目的:排出装置内的空气,以免加热时CO与空气混合,可能会发生爆炸。
②实验完毕后继续通入CO的目的;防止氧化铁被还原成铁后,在较高的温度下重新被氧化
③尾气的处理:因为CO有毒,所以尾气中的CO气体要经过处理,变成无毒的气体。可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。
(4) 石灰石的作用:除去铁矿石中的二氧化硅
4、含杂质化学反应的计算
含杂质的物质质量与纯物质质量的转化:
纯物质的质量=含杂质的物质质量×纯物质的纯度
化学方程式计算的步骤:设、写、算、列、求、答。
5、铁的锈蚀
(1)铁生锈的条件是:铁与O2、水接触。铁锈的主要成分是氧化铁Fe2O3(红棕色)
(铜生铜绿的条件:铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式:Cu2(OH)2CO3)
(2)防止铁制品生锈的措施:
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
③制成不锈钢
(3)铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
(4)而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
6、金属资源的保护和利用: ①防止金属腐蚀
保护金属资源的途径: ②回收利用废旧金属
③合理开采矿物
④寻找金属的代用
意义:节约金属资源,减少环境污染
牛刀小试
1、下列有关金属资源的叙述错误的是( )
A. 金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,地壳中铁元素含量最高
B. “沙里淘金”说明金在自然界中以单质形式存在
C. 地壳中金属资源大多数以化合物形式存在
D. 地球上金属矿物资源储量有限,不可再生
2、“绿色化学”的理念正深入人心,工业生产更应关注。从效益与环保角度考虑,以下矿石中最不适宜炼铁的是( )
A. 赤铁矿(Fe2O3) B. 磁铁矿(Fe3O4)
C. 黄铁矿(FeS2) D. 菱铁矿(FeCO3)
3、下列有关金属的说法,错误的是( )
A. 人类使用最早的金属是铜,常见的铜矿有黄铜矿和辉铜矿等
B. 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一,矿物的储量也很丰富,铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位
C. 常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿等
D. 每年提取量最大的金属是铝
4、人类使用材料的历史就是人类的进步史。下列物品的主要材质在自然界以单质形式存在的是( )
A. 青铜器 B. 铸铁宝剑 C. 黄金首饰 D. 塑料器具
5、下列关于工业炼铁的叙述错误的是( )
A. 主要原料为赤铁矿、焦炭、石灰石和空气等
B. 主要设备为高炉
C. 焦炭的作用是提供热量和生成还原剂CO
D. 主要产物为钢
6、金属和金属材料在日常生活中被广泛应用.下列对金属或合金的利用是由金属的活动性决定的是( )
A.用铁回收含铜离子废液中的铜 B.用铝合金制作门窗框架
C.用锡合金作保险丝 D.用铜丝作电缆
7、下列说法正确的是( )
A.经常用水冲洗自行车可以防锈 B. 空气主要由氮气和氧气组成
C.用活性炭可以降低水的硬度 D. 铁合金是一种纯净物
8、判断下列说法的正误,在正确的说法后面打“√”,错误的说法后面打“×”
(1)赤铁矿的主要成分是四氧化三铁。 ( )
(2)化学方程:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2中,还原剂是CO。 ( )
(3)氧化铁是黑色的。