第五章金屬與礦物3、4

1、第五章 金屬與礦物第三節(jié) 金屬的防護(hù)和回收 一鋼鐵銹蝕的條件1實(shí)驗(yàn)：鐵釘銹蝕條件的探究實(shí)驗(yàn)鐵生銹的條件是：在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中（即潮濕的空氣中）；并且酸與氯化鈉等物質(zhì)的存在能使鐵在潮濕的空氣中生銹速度加快。2有關(guān)鐵銹的問題（1）主要成份：鐵銹是混合物，主要成分是Fe2O3（2）顏色狀態(tài)：棕紅色固體，或者稱紅色固體。紅色固體至今有2種：銅和氧化鐵（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：疏松多孔。正是這種結(jié)構(gòu)使空氣中的氧氣和水分等穿過空隙，不斷向里滲透，繼續(xù)與鐵反應(yīng)，直至鐵完全被銹蝕形成鐵銹。（4）注意事項(xiàng)：鐵與氧氣在純氧氣中，能被點(diǎn)燃，發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)，生成四氧化三鐵；而鐵與氧氣在潮濕的空氣中，能發(fā)生緩慢氧化，生

2、成二氧化二鐵。因此，由此可以看出，相同的反應(yīng)物在不同的反應(yīng)條件下，反應(yīng)現(xiàn)象可能會(huì)有所不同，生成物也會(huì)有所不同。二鋼鐵防銹的原理與常用的防銹方法1防止鋼鐵生銹的原理：根據(jù)鐵生銹的條件，防銹時(shí)要注意（1）注意鐵制品表面潔凈干燥；（2）避免與氧氣接觸。2常用的防銹方法（1）用完鐵制品后及時(shí)擦洗干凈，置于干燥的環(huán)境，保持表面的潔凈、干燥。（2）在鐵制品表面涂一層油，如機(jī)械零件等。（3）在鐵制品表面涂上一層油漆，如家用電器、自行車車架、鋼窗等。（4）在鐵制品表面進(jìn)行烤藍(lán)、煮黑等處理（在其表面形成一層致密的四氧化三鐵薄膜），如鋸條、鏈條等。（5）在鐵制品表面鍍上一層其他金屬，如鍍鋅、錫、鉻等，如自行車車把

3、，鋼圈等。（6）改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將其制成不銹鋼。三廢金屬的回收與利用1廢金屬廢置不用的危害：（1）資源的極大浪費(fèi)；（2）污染環(huán)境（燃料燃燒形成空氣污染，金屬廢棄形成鎘、汞等引起的土壤污染）。2回收利用廢金屬，可以節(jié)約大量的煤和鐵礦石，又能減少污染空氣的懸浮顆粒物第四節(jié) 石灰石的利用一石灰石的存在、用途和檢驗(yàn)1石灰石的存在：（1）碳酸鈣是大理石、石灰石、白堊、方解石等巖石的主要成分；（2）雞蛋殼、貝殼、珍珠、牙膏、水壺的水垢等物質(zhì)中也含有碳酸鈣；樣品實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論水垢、珍珠貝殼、雞蛋殼、石灰石1取樣。將少量樣品加入至試管中2添加稀鹽酸至試管中，3將氣體通入澄清石灰水中在固體表面出

4、現(xiàn)氣泡，澄清石灰水變渾濁該樣品中均含有碳酸鈣CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2實(shí)驗(yàn)：怎樣簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)出下列物質(zhì)中哪些含有碳酸鈣？水垢、珍珠、貝殼、雞蛋殼、石灰石2石灰石的用途（1）大理石色彩豐富，漢白玉潔白凝重，都是優(yōu)良的建筑材料；（2）石灰石用于冶煉鋼鐵，燒制生石灰，制造水泥、玻璃、陶瓷等。3檢驗(yàn)礦石中是否含有碳酸鈣的方法：往礦石上滴加稀鹽酸，利用碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w。有關(guān)問題：（1）地質(zhì)人員在野外勘探時(shí)往往帶一小瓶鹽酸，其作用是什么？答：為了檢驗(yàn)碳酸鈣。（2）雞蛋在鹽酸中為何會(huì)反復(fù)浮沉？答：雞蛋殼中的碳酸鈣跟鹽酸反應(yīng)生成大量的氣泡附著在蛋殼表面，使雞蛋受到的浮力

5、大于重力。4碳酸鹽的檢驗(yàn)樣品化學(xué)式實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式純堿Na2CO31取樣。將少量樣品加入至試管中2添加稀鹽酸至試管中，3將氣體通入澄清石灰水中出現(xiàn)大量氣泡，澄清石灰水變渾濁Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2草木灰K2CO3K2CO3+2HCl=2KCl+ H2O+CO2銅綠Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+ 3H2O+CO2碳銨NH4HCO3NH4HCO3+HCl=NH3+ H2O+CO2二生石灰、熟石灰、石灰石之間的轉(zhuǎn)變1一變：堅(jiān)硬的石灰石在高溫條件下變“脆”化學(xué)方程式：CaCO3CaO+CO2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：經(jīng)過灼燒后的石灰石變得更

6、白了，容易碾碎了，固體質(zhì)量變輕了相關(guān)應(yīng)用：此反應(yīng)是工業(yè)上制取生石灰和二氧化碳的方法2二變：塊狀的生石灰遇水變“酥”化學(xué)方程式：CaO+H2O=Ca(OH)2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生大量的煙霧，放出大量的熱，塊狀固體變成了粉末狀固體。相關(guān)應(yīng)用：（1）將生石灰用于干燥劑，用來干燥氣體。由于生石灰能與水、二氧化碳等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以生石灰應(yīng)該密封保存，也不能用它來干燥二氧化碳、氯化氫氣體等。（2）生石灰與水反應(yīng)時(shí)，會(huì)放出大量的熱，放出的熱能使水沸騰，將雞蛋煮熟。3三變：粉末狀的熟石灰在空氣變“硬”化學(xué)方程式：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+ H2O實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：二氧化碳?xì)怏w通入到澄清石灰水中，溶液變渾濁。相關(guān)

7、應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w，粉刷墻壁【典型例題】例1 鋼鐵銹蝕的速度與外界環(huán)境有很大關(guān)系，是說明下列情況鋼鐵腐蝕很快的原因。（1）江淮流域的梅雨季節(jié)；（2）火力發(fā)電廠的周圍。分析與解答：（1）江淮流域的梅雨季節(jié)通常降水量很大，降雨時(shí)間長(zhǎng)，空氣的濕度較大，使得鋼鐵的腐蝕速度加快，如果雨水的酸度大，鋼鐵的腐蝕速度就會(huì)更快。（2）火力發(fā)電廠周圍的空氣中，由于煤的燃燒能使空氣中SO2的濃度增加，二氧化硫及其它與水反應(yīng)的產(chǎn)物都會(huì)使鋼鐵銹蝕的速度加快。例2 醫(yī)療上頗為流行的“理療特效墊”，就是利用鐵的緩慢氧化放出的熱均勻、穩(wěn)定、使患處保持溫?zé)釥顟B(tài)。56g鐵粉完全氧化，需要氧氣的質(zhì)量為_。分析與解答：該題

8、已經(jīng)提示為鐵進(jìn)行緩慢氧化，生成的產(chǎn)物應(yīng)該是氧化鐵Fe2O3，故根據(jù)化學(xué)式計(jì)算例3 下列鋼制品常用哪些方法來防止生銹？（1）鐵欄桿；（2）鐵門窗；（3）自行車鏈條；（4）洗臉盆；（5）不銹鋼扶手分析與解答：（1）鍍一層其他金屬，如鋅、鋁等；（2）表面刷一層油漆，阻止氧氣與其接觸；（3）自行車鏈條表面進(jìn)行加工處理，形成烤藍(lán)并涂上防銹油；（4）表面鍍上搪瓷；（5）改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，形成不銹鋼。例4 鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在空氣中比鐵更容易被氧化，但為什么鋁制品比鐵制品更耐用？分析與解答：鋁在空氣中與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成的氧化鋁形成一層致密而結(jié)實(shí)的氧化膜敷在在鋁的表面，防止鋁與氧氣繼續(xù)與氧氣反應(yīng)，從而起到了

9、“自我保護(hù)”的作用。例5 某碳酸鈣樣品，當(dāng)稱取10.0g與足量的稀鹽酸反應(yīng)后，收集到4.5g二氧化碳，則該碳酸鈣樣品中可能混有的雜質(zhì)是（ ）A.MgCO3 B.Na2CO3 C.K2CO3 D.CuCO3分析與解答：首先根據(jù)碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)發(fā)生化學(xué)方程式計(jì)算出10.0g碳酸鈣反應(yīng)生成4.4g二氧化碳。而4.4g小于題中所給CO2的質(zhì)量4.5g，由此可以推斷出混有雜質(zhì)10.0g與足量鹽酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量應(yīng)大于4.5g。再根據(jù)題中所給的四種碳酸鹽分別跟鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算出每種碳酸鹽10.0g產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，結(jié)果只有MgCO3符合，所以本題答案為A【同步練習(xí)】一、選擇題1下列物質(zhì)

10、中屬于純凈物的是（ ） A.草木灰 B.生鐵 C.氧化鐵 D.石灰水2地殼中含量最多的金屬元素（ ） A.鐵 B.氧 C.硅 D.鋁3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.氯化鐵 D.氯化鋁4鹽酸與生鐵反應(yīng)，當(dāng)生鐵反應(yīng)完畢后，燒杯里留有少量黑色物質(zhì)，其主要物質(zhì)為（ ） A.氧化鐵 B.四氧化三鐵 C.碳 D.鐵粉5不銹鋼中除了鐵之外，其余的兩種主要的金屬元素是（ ） A.鎳、鉻 B.錳、鉻 C.鉻、鎢 D.錳、鎢6鐵在一定條件下容易生銹，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

11、與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵 D.鐵生銹時(shí)，會(huì)有難以察覺的熱量放出7將鐵片插入下列溶液中，片刻后取出，溶液質(zhì)量減少的是（ ） A.鹽酸 B.硫酸銅 C.稀硫酸 D.硫酸亞鐵8某不純的鐵塊5.6g，與足量的鹽酸反應(yīng)，全部溶解，放出氫氣為0.21g，則鐵塊中可能含有的雜質(zhì)是（ ） A.銅 B.鋅 C.碳 D.鎂9還原鐵的某氧化物2.16g，可以得到1.68g。則該種鐵的氧化物的化學(xué)式為（ ） A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.FeCO310將燃著的鎂伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中，鎂帶劇烈燃燒，發(fā)生的反應(yīng)方程式為2Mg+CO22MgO+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

12、.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二、填空題11日常生活中，用于鐵欄桿外層涂料的“銀粉”大多是金屬_；包裝糖果、香煙的銀白色金屬薄片_；家用熱水瓶?jī)?nèi)膽壁的銀色金屬是_；溫度計(jì)中填充的金屬是_；燈泡里做燈絲的金屬是_；青銅是一種合金，除含有銅外還含有的一種金屬是_；鋁表面有一層致密而結(jié)實(shí)的薄膜，其主要成分是_；孔雀石的主要成分為_；黃鐵礦的主要成分為_；赤銅礦的主要成分為_。（填對(duì)應(yīng)的化學(xué)式）12怎樣用化學(xué)方法除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)），用化學(xué)方程式表示。（1）Cu（Fe）_；（2）FeSO4（CuSO4）_（3）CaCl2（Ca

13、CO3）_（4）H2（CO2）_；13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，因此利用電解氧化鋁的方法得到金屬鋁。_，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_；14填寫出下列鐵制品防銹的方法（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

14、）鐵制自來水管_。15某同學(xué)做了如下家庭小實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)玻璃杯中放入了大半杯白醋，并將一只洗凈后的小雞蛋輕放入玻璃杯中，可觀察到雞蛋慢慢沉到杯底，慢慢又浮起來，馬上又沉下，這樣反復(fù)運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)你通過化學(xué)和物理等知識(shí)來解釋該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。16濃硫酸和銅再加熱的條件下能發(fā)生反應(yīng)：Cu+2H2SO4CuSO4+2H2O+SO2。有人設(shè)計(jì)了兩種用銅屑制取硫酸銅的方案；CuCuSO4；CuSO4這兩種方案中，你認(rèn)為那種方案較好？為什么？17一般情況下，金屬越活潑，與酸反應(yīng)的速度越快。為了探究金屬M(fèi)g、Zn、Fe與酸反應(yīng)的快慢，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：取A、B、C三支試管，分別加入2mL濃度相同的鹽酸溶液；分別加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe，立即把三個(gè)相同的氣球分別套在各試管口。實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)與分析：（1）寫出鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： _。（2）氣球膨脹速度最快的