金屬資源的利用(3)

1、課題3金屬資源的利用和保護(hù)例題精講【例題1】常見(jiàn)的鐵礦石主要有： 赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、磁鐵礦(主要成份Fe3O4)、 菱鐵礦(主要成分為 FeCO3)、黃鐵礦(主要成分是 FeQ)。請(qǐng)你從多角度分析這幾種礦 石哪些不適合用來(lái)煉鐵？【評(píng)析】根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算，F(xiàn)e2O3、Fe3O4、FeCO3、FeS2中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為70%、72.4%、48.3%、46.7%，黃鐵礦及菱鐵礦中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都較小，并且黃鐵礦中含有硫 元素，在煉鐵的過(guò)程中，很有可能形成二氧化硫氣體，排放到空氣中引起空氣污染，所 以上述黃鐵礦及菱鐵礦不適合用來(lái)煉鐵?！敬鸢浮客ㄟ^(guò)化學(xué)式計(jì)算，黃鐵礦及菱鐵礦中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2、都較小，并且黃鐵礦中含有 硫元素，在煉鐵的過(guò)程中，很有可能形成二氧化硫氣體，排放到空氣中引起空氣污染， 所以上述黃鐵礦及菱鐵礦不適合用來(lái)煉鐵?！纠}2】用500t含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 70%的赤鐵礦，可以煉出含雜質(zhì)4%勺生鐵多少噸？ 【評(píng)析】題目所的500t赤鐵礦含有不參加化學(xué)反應(yīng)的雜質(zhì)，需先求出其中參加化學(xué)反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量?！敬鸢浮垦趸F的質(zhì)量為：500t X 70%= 350t設(shè)350t氧化鐵能生成生鐵的質(zhì)量為 xFe2O3+3CO = 2Fe+3CO 2160112350txX( 1-4%)1602 56x 255.2t350tx(1 -4%)本題還有另一種解法，根據(jù)化學(xué)式計(jì)算。【例題3

3、】全世界每年因生銹損失的鋼鐵， 約占世界年產(chǎn)量的十分之一。 某學(xué)生想弄清楚 鐵生銹是否必須同時(shí)有空氣和水， 他將干凈的鐵釘放入 A、B、C三支試管中，進(jìn)行研究。ABC(1) 在上圖的每支試管中畫出并標(biāo)明所需的物質(zhì)和用品；(2) 一周后，編號(hào)為 的試管中鐵釘最易生銹；(3) 比較吐魯番盆地和海南島兩地，鐵生銹相對(duì)較慢的地區(qū)是 理由是;(4) 如何防止家庭中常見(jiàn)的鐵制品生銹，簡(jiǎn)單易行的方法有(列舉二種方法)【評(píng)析】分析鐵生銹的條件要做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，考慮到鐵生銹與水、氧氣有關(guān)，根據(jù)提供的圖，設(shè)計(jì)出一個(gè)是干燥的空氣、一個(gè)是有水沒(méi)有氧氣、一個(gè)有氧氣、有水，一周后，C試管生銹而A、B試管沒(méi)有生銹，同時(shí)又要畫圖

4、考查了學(xué)生的動(dòng)手能力。運(yùn)用地理知識(shí)， 吐魯番盆地氣候干燥少雨，鐵制品不容易生銹。【答案】（1）C吐魯番盆地，氣候干燥少雨。 保持鐵制品的干燥和潔凈，（2）（3）（4） 知識(shí)訓(xùn)練 基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練1. 地殼中含量最多的金屬元素（A.鐵 B. 氧 C.擦干后涂油等。D.2. 下列物質(zhì)中不能由金屬與鹽酸直接反應(yīng)制得的是（A.氯化鎂 B. 氯化鋅 C.3. 鹽酸與生鐵反應(yīng)，當(dāng)生鐵反應(yīng)完畢后，A.氧化鐵B.四氧化三鐵（其他方法也可）鋁)D.氯化鐵燒杯里留有少量黑色物質(zhì),碳C.氯化鋁其主要物質(zhì)為（D.鐵粉4. 不銹鋼中除了鐵之外，其余的兩種主要的金屬元素是（D.錳、鎢）A.鎳、鉻B.錳、鉻C.鉻、鎢5 鐵在一

5、定條件下容易生銹，下列有關(guān)鐵生銹的敘述錯(cuò)誤的是（A. 鐵生銹一定伴隨著物理變化B. 鐵生銹時(shí)，鐵發(fā)生了緩慢氧化C. 鐵生銹的本質(zhì)就是鐵與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵D. 鐵生銹時(shí)，會(huì)有難以察覺(jué)的熱量放出6. 下列礦石的主要成分表達(dá)錯(cuò)誤的是A. 黃鐵礦（FeS2）B.菱鐵礦（FeCQ）C.黃銅礦（CuFeS2）D. 輝銅礦（CuS）7. 在面盆、痰盂等鐵制品表面燒制搪瓷的目的是（A. 增大硬度防止撞壞B. 增大厚度防止磨損C. 防止鐵生銹且美觀D. 美觀和殺菌消毒作用則該種鐵的氧化物的化學(xué)式為（8. 還原鐵的某氧化物 2.16g，可以得到1.68g鐵。A. FeOB.Fe2QC.Fe3QD.F eCO39

6、. 如圖所示，大試管中是螺旋狀光亮的鐵絲，把試管倒插在水中放置一段時(shí)間，觀察到鐵絲表面有生成，試管內(nèi)水面將，產(chǎn) 生這一現(xiàn)象的 原因是(1) 鋼鋸條 ; (2)自行車車架 ; (3)自行車車把 ;(4) 臉盆 ; (5)不銹鋼樓梯扶手 ; (6)鐵制自來(lái)水管 10.若赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 數(shù)為7%勺生鐵多少噸？綜合提高訓(xùn)練1.下列各項(xiàng)比較中，正確的是( A.含碳量：生鐵鋼 C.地殼中元素含量：Fe Al2 .等質(zhì)量的鎂、鋁、80%600t這樣的赤鐵礦可以煉出含碳等其它質(zhì)量分含鐵量：Fe2Q FeO 韌性：生鐵鋼鋅、鐵與稀硫酸反應(yīng)完全后，產(chǎn)生氫氣的)B.D.情況如圖所示，其中表示鐵與稀硫酸反

7、應(yīng)的是(A.b B.a C.d D.c3 將燃著的鎂伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中，鎂帶劇烈燃燒,反應(yīng)時(shí)廊%的發(fā)生的反應(yīng)方程式為 2Mg+CO= 2MgO+C下列敘述錯(cuò)誤的是(A.該反應(yīng)中鎂發(fā)生了氧化反應(yīng)B.該反應(yīng)中二氧化碳是還原劑C.該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)D.鎂著火時(shí)不能用二氧化碳滅火劑撲滅4 .下列關(guān)于生鐵和鋼的描述中，正確的是()A. 生鐵和鋼都是混合物，其主要成份都是碳B. 生鐵硬而有韌性，既可以鑄又可煅C. 生鐵與鋼的性能由很大的差別，主要是由于生鐵和鋼中的含碳量不同D. 鋼是用鐵礦石和焦炭作原料煉制而成的5. 通過(guò)對(duì)金屬和金屬材料的學(xué)習(xí)，你認(rèn)為下列做法正確的是A. 將硫酸銅溶液盛放在鐵桶里

8、B. 要制取2 g氫氣，用56 g生鐵與足量的稀硫酸反應(yīng)C. 將裸露的鐵管埋在潮濕的土里D. 將鋅鍍?cè)阼F的表面，以保護(hù)鐵不受腐蝕6. 把A、B兩塊質(zhì)量相等的鐵片分別放進(jìn)盛有等質(zhì)量，等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸和硫酸的兩個(gè)燒 杯中，兩燒杯分別放在一天平的左右兩個(gè)托盤上。充分反應(yīng)后鐵片都有剩余，則天平指 針( )A.偏向鹽酸一邊B.偏向硫酸一邊C.無(wú)法判斷D.天平平衡7. 將30g某合金粉末與足量的稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，生成1g氫氣，這種合金的成分可能組成是()A.鎂和鐵B.鐵和鋅C .鋁和鎂D.鋅和鋁8. 寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式，并注明反應(yīng)類型。（1）鋁很難從礦物中提取出來(lái)，因此利用電解氧化鋁的方法得到金屬鋁。

9、，反應(yīng)類型；（2 ）古代濕法煉銅，“曾青的鐵則化為銅”，反應(yīng)類型；（3）法醫(yī)常用鋅和鹽酸混合在一起，檢驗(yàn)是否砒霜中毒，砒霜的主要成分為AS2O3,若試樣中有砒霜，則反應(yīng)生成砷化氫（ASH3）,氯化鋅和水。寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式： ；（4 ）在潮濕的空氣中，銅也能與空氣中的二氧化碳、氧氣、水等發(fā)生反應(yīng)生成銅綠。 ，反應(yīng)類型；（5） 一氧化碳在高溫下與鐵礦石里的氧化鐵（Fe2Q）反應(yīng)，生成鐵和二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)方程式為是 ，其中還原劑是 。（6）鈦（Ti ）因?yàn)榫哂性S多神奇性能而越來(lái)越引起人們的關(guān)注，常溫下鈦不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)，紅熱時(shí)，卻可與許多常見(jiàn)的非金屬單質(zhì)反應(yīng)，鈦是航空、宇航、軍工、電力

10、等方面的必需原料，地殼中含鈦礦石之稱金紅石（TiO2），目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：第一步：金紅石、炭粉混合在高溫條件下通入氯氣制TiCI 4和一種可燃性氣體，該步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，該反應(yīng)的還原劑是。第二步：在氬氣的氣氛中，用過(guò)量的鎂在加熱條件下與TiCI 4反應(yīng)制得金屬鈦。 此反應(yīng)的化學(xué)方程式。 如何由上述所得產(chǎn)物中獲得純凈的金屬鈦？簡(jiǎn)述主要實(shí)驗(yàn)步驟并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。9. 濃硫酸和銅再加熱的條件下能發(fā)生反應(yīng)：Cu+2HSO=CuSO+2HO+SOf。有人設(shè)計(jì)了兩種用銅屑制取硫酸銅的方案；Cu-CuSO4； CuCuO 旦2鉉乙 CuSO4濃 H2SO4這兩種方案中，你認(rèn)為那種

11、方案較好？為什么？10. 如果將一枚質(zhì)量為12.8g的生銹的鐵釘放入盛有 87.2g稀硫酸的燒杯中，開(kāi)始時(shí)鐵釘表面的鐵銹逐漸溶解，溶液由無(wú)色變成 ，后來(lái)鐵釘表面有 產(chǎn)生，溶液又逐漸變成 。如果等到鐵釘完全和稀硫酸反應(yīng)，稱量燒杯中所得溶質(zhì)量為99.6g ,請(qǐng)你計(jì)算生銹的鐵釘中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！局锌兼溄印?、 下列各說(shuō)法正確的是（）A. 在鐵板表面鍍上一層鋅成為白鐵，白鐵是鐵鋅合金B(yǎng). 鐵是地殼中含量最多的金屬元素C. 煉鐵高爐煉出來(lái)的是生鐵不是鋼D. 從高爐排出來(lái)的廢氣，可以直接放空氣2、在輪船的金屬外殼上鉚上一些鋅片，專業(yè)人士說(shuō)可以防止銹蝕，保護(hù)船體。有人 說(shuō)鍍鋅鐵不容易生銹的原因是：表面鍍

12、上一層不活潑的金屬鋅作為保護(hù)膜，這種說(shuō)法正確嗎?3、夢(mèng)穎同學(xué)用實(shí)驗(yàn)探究 Fe、Mg Cu等三種金屬活動(dòng)性順序時(shí)，有關(guān)反應(yīng)記錄如下:Fe + 2HCI = FeCl 2 + H 2? Mg + 2HCI = MgCl 2 + H 2?Fe + CuSO 4 = FeSO4 + Cu Cu + 2HCI 不反應(yīng)（1）從上述反應(yīng)中，我獲取的信息有： ; 。（2 ）深入思考，我能說(shuō)明鎂比鐵活潑，其依據(jù)是 ;如果補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)（用化學(xué)方程式表示），也能說(shuō)明鎂比鐵活潑。（3）我能用金屬活動(dòng)性順序解釋生活中的一些現(xiàn)象，如：。答案基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練1. D （地殼中的金屬含量由多到少是鋁、鐵、鈣，地核中的最多的元素是

13、鐵）2. C （鐵與稀硫酸或稀鹽酸生成硫酸亞鐵或氯化亞鐵）3. C （生鐵中含有碳，不溶于酸）4. A （不銹鋼中含有一定量的鉻和鎳）5. C （鐵生銹的本質(zhì)就是鐵與氧氣、水發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，主要成分是氧化鐵）6. D （輝銅礦的主要成分是硫化亞銅CitS）7. C （在金屬表面燒制成搪瓷既美觀又防銹）8. A（根據(jù)鐵元素的質(zhì)量為1.68g，氧元素的質(zhì)量為0.48g，則鐵和氧的原子個(gè)數(shù)比為 （1.68 :56） : （0.48 : 16） =1 : 1）9. 紅棕色的鐵銹 上升 鐵與水空氣中 Q反應(yīng)生成鐵銹，使試管內(nèi)的壓強(qiáng)減小，烤藍(lán) 噴漆 鍍鉻 鍍搪瓷形成不銹鋼鍍鋅10. 365t綜合

14、提高訓(xùn)練1. A （生鐵的含碳量比鋼咼）2. C （等質(zhì)量的鎂、鋁、鋅、鐵與足量的稀硫酸完全反應(yīng)，生成的氫氣質(zhì)量由大到小鋁、鎂、鐵、鋅）3. B （二氧化碳在反應(yīng)中失去氧，是氧化劑）4. C （生鐵硬而脆，鋼有韌性好，可鑄、可鍛主要區(qū)別在于含碳良不同）5. D6. B （相同的鹽酸和硫酸中氫元素的質(zhì)量鹽酸中多，所以酸不足，放鹽酸的一邊產(chǎn)生氫氣多，指針偏向）7. B、D (分別生成1g氫氣，需要鐵 28g、鋁9g、鋅32.5g、鎂12g，只有鋅大于 30g,另外的金屬質(zhì)量小于 30g的就可以)8. ( 1)2AI 2Q=4AI+3O2 f 分解；(2) Fe+CuS04= FeS04+Cu 置換

15、；(3) AS2O3+6Zn+12HCI=2AsH 3+6ZnCl2+3H2O(4) 2Cu+CO2+H2O+O2= Cu2(OH)2CO3化合反應(yīng)咼溫(5) Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 , CO咼溫咼溫(6) TiO2+2C+2Cl2 二亠亠 TiCI 4+2CO 碳； 2Mg+TiCh 亠Ti+2MgCI 2加 HCI 后過(guò)濾 Mg+2HCI=MgCI 2+H2T9. 方案好，因?yàn)榉桨高^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體污染空氣，同時(shí)若要制取等質(zhì)量的 硫酸銅，方案消耗的硫酸多。10. 解：設(shè)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 x,生成氫氣質(zhì)量為 M(H2)=12.8g+87.2g-99.6g=0.4g。Fe+H2

16、SO4=FeSO4+H2f56212.8x0.4g562x= 87.5%12.8x0.4g答：鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 87.5%。中考鏈接答案1、【評(píng)析】合金是指由一種金屬和其他金屬(或非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。A只是在鐵的表面鍍上一層鋅，兩者并沒(méi)有熔合在一起。地殼中含量最多的金屬 是鋁。煉鐵的設(shè)備是高爐，而煉鋼的設(shè)備常用電爐、平爐和轉(zhuǎn)爐；從高爐中排出的廢氣 含有大量的未反應(yīng)的一氧化碳?xì)怏w，直接排放會(huì)污染空氣。所以本題答案為Co【答案】C2、【評(píng)析】根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，金屬鋅的位置比鐵靠前，因此鋅的活動(dòng)性應(yīng)該比金 屬鐵的活動(dòng)性強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑，所以遇到銹蝕，鋅首先腐蝕，只有當(dāng)鋅全部腐蝕 完，鐵才開(kāi)始腐蝕，這樣就保護(hù)了鐵制品?！敬鸢浮窟@種說(shuō)法不正確。根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，鋅比鐵活潑，海水中先腐蝕鋅片從而保護(hù)了鐵制品。3、 【評(píng)析】作為開(kāi)放性題，答案不惟一，根據(jù)Mg Fe、Cu的金屬活動(dòng)順序，從中找出活 動(dòng)性大與小，能否置換出氫氣，可以用金屬活動(dòng)順序來(lái)解釋生活、生產(chǎn)過(guò)程中餓一些現(xiàn)象?！敬鸢浮?1)(三種金屬中)銅最不活潑；鐵的活動(dòng)性比銅強(qiáng)(或鐵比銅活潑)；在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面的金屬能置換酸中的氫；在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的 金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)；金屬能與酸反應(yīng)生成鹽和氫氣； 金屬