人教版化学九年级下册同步提优练习：第八单元 课题3 金属资源的利用和保护（word版有答案）
文档属性
| 名称 | 人教版化学九年级下册同步提优练习：第八单元 课题3 金属资源的利用和保护（word版有答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 362.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 21:41:56 | ||
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文档简介
课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 炼铁的原理 含杂质物质的计算
判断正误:(在括号内打“√”或“×”)
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4 ( )
(2)地球上大多数金属以化合物形式存在 ( )
(3)高炉炼铁的原理是2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ ( )
(4)高炉炼铁得到的产物是纯铁 ( )
(5)在高炉中炼铁时,焦炭的作用只是提高炉内温度 ( )
(6)一氧化碳还原氧化铁的实验中,要先通一会儿一氧化碳,再点燃酒精喷灯 ( )
(7)赤铁矿石是纯净物,可将其质量直接代入化学方程式进行计算 ( )
[核心知识] 工业炼铁:
(1)原料:铁矿石、焦炭和石灰石等。
(2)反应原理:在高温条件下,利用还原剂一氧化碳将铁从它的化合物中还原出来。
(3)设备:高炉。
[易错点拨]
1.用一氧化碳还原金属氧化物不要忘记进行尾气处理(因一氧化碳有毒,会污染空气)。
2.不要把含有杂质的物质质量当作纯物质的质量。纯物质的质量分数=1-杂质的质量分数。
1.如所示的金属矿石的主要成分不属于氧化物的是 ( )
2.[2021·湖州改编] 工业炼铁的部分反应如所示,则 ( )
O2CO2COFe
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以单质形式存在
3.炼铁时加入石灰石的主要作用是 ( )
A.作还原剂
B.提供CO2
C.降低铁矿石的熔点
D.将矿石中的SiO2转化为炉渣
4.[2020·德州] 所示是实验室利用一氧化碳还原氧化铁的装置图。关于该实验,下列说法错误的是 ( )
A.实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑
B.反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前增加
C.试管中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成
D.为了防止污染空气,该实验应增加尾气处理装置
5.工业炼铁过程中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中发生还原反应的物质是 ( )
A.CO B.Fe2O3 C.CO2 D.Fe
6.[2020·河南] 如为CO还原Fe2O3的微型装置图,则A处V形管内的固体粉末由
色逐渐变黑;B处V形管内的溶液变浑浊,化学方程式为 ;
将尾气点燃,化学方程式为 。
7.以煤为原料获得的化工产品有着广泛的用途。请回答下列问题。
(1)煤是 (填“可再生”或“不可再生”)的化石能源。
(2)煤经过加工得到的焦炭广泛应用于炼铁。如 是高炉炼铁的示意图,据图回答:
①焦炭在炼铁过程中的主要作用是 、 。原料中石灰石的作用是 。
②铁矿石(主要成分为Fe2O3)进入高炉前要粉碎成小颗粒,其原因是 。
写出高炉内生成铁的化学方程式: 。
③图中出铁口低于出渣口,说明生铁的密度比炉渣 (填“大”或“小”)。
(3)生铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
8.人类历史发展的不同阶段有的曾以不同金属材料的使用作为标志。
(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都 。
(2)在生产生活实践中,人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。
①比较两种铁矿石:磁铁矿(主要成分是Fe3O4)和菱铁矿(主要成分是FeCO3),从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”,其原因是 。
②近代工业上采用电解熔融氧化铝(Al2O3)的方法冶炼铝,Al2O3分解后得到两种单质,该反应的化学方程式为 。
9.工业上用赤铁矿石(主要成分是氧化铁)与一氧化碳在高温条件下反应冶炼生铁。现有400 t含氧化铁80%的赤铁矿石。求:
(1)该矿石中氧化铁的质量。
(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。(计算结果精确到0.1 t)
10.[2020·常州] 化学兴趣小组的同学模仿工业高炉炼铁原理,在如所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。
(1)装置中气球的作用是 。
(2)实验开始前,需要先通一段时间CO,然后开始加热,当观察到出现澄清石灰水 的现象时,说明CO与CuO已经发生反应。
(3)为确定反应的最佳温度,兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4 h后的固体物质成分,实验结果如所示(该图谱可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同),据图回答下列问题。
①400 ℃时,反应的固体产物中含有Cu和 。
②500 ℃时,该反应的化学方程式为 。
③用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在 ℃以上。
课题3 金属资源的利用和保护
第2课时 金属的锈蚀与防护
判断正误:(在括号内打“√”或“×”)
(1)只要与氧气或与水接触,铁就会生锈 ( )
(2)铁生锈的条件是与氧气和水同时接触 ( )
(3)铁锈致密,能阻止铁继续被锈蚀 ( )
(4)菜刀可用涂油的方法防锈 ( )
(5)中实验A和B对比可得出铁生锈需要水 ( )
[核心知识]
1.铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触。
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;③制成不锈钢。
[易错点拨]
1.铁生锈条件的探究需用到控制变量法,即控制其他条件完全相同,只改变被探究的条件。
2.铁锈疏松,铁生锈后会继续被腐蚀。
1.下列不属于保护金属资源的有效途径的是 ( )
A.合理开采矿物 B.寻找金属替代品
C.回收利用废旧金属 D.禁止使用铁制品
2.[2020·重庆A] 空气中含①N2、②O2、③稀有气体、④水蒸气等成分,其中与钢铁生锈有关的是 ( )
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④
3.[2020·雅安] 下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是 ( )
A.在表面刷漆 B.改用不锈钢
C.在表面镀铬 D.用湿布擦拭
4.“低碳生活,绿色出行”。如0为某自行车示意图。请回答下列问题。
(1)车架表面喷漆不仅美观,而且可有效防止其与 接触而生锈。防止自行车链条生锈的有效措施是 。
(2)自行车有些零件选用了铝合金材料,其优点是质量轻、硬度大和 。废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及 。
5.每年因金属腐蚀造成的经济损失远超所有自然灾害造成的损失总和。给金属“穿防护服”是一种常见的防腐蚀手段。工业上常将铁质零件进行发蓝处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。过程如所示。
(1)步骤Ⅰ“砂纸打磨”过程发生的是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)步骤Ⅱ~Ⅴ都在加热条件下进行,加热的作用是 ;步骤Ⅲ处理时,用除锈液(稀硫酸)浸泡的时间不宜太长,原因是
(用化学方程式表示)。
(3)为检验步骤Ⅳ处理后铁质零件的质量是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,若表面未形成致密的氧化膜,一段时间后将观察到的现象为 。
6.[2020·海南] 小林学习金属的相关知识后,关注到生活中有以下现象:
Ⅰ.海边的铁制品,锈蚀程度比其他地方更严重。
Ⅱ.切过咸菜的菜刀,不及时清洗,很容易锈蚀。
针对Ⅰ和Ⅱ的现象,小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。
[资料卡片]
探究铁生锈的条件
编号 ① ② ③
实验
现象 7天后,铁钉表面没有变化 2天后,铁钉表面出现红色 1天后,铁钉表面出现红色
[家庭小实验]
为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响,小林设计并完成了如2所示的家庭小实验,很快观察到实验现象。
(1)该实验中红墨水液面可能出现的现象是 (填字母)。
A.两端仍持平
B.左高右低
C.左低右高
你选择的理由是 。
(2)小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀,请在小林实验的基础上完善此实验方案: 。
(3)结合资料及实验结果,解释现象Ⅰ和Ⅱ: 。
7.某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉(含少量杂质,杂质既不溶于水也不溶于酸),他们取六份样品,分别加稀硫酸反应,测得部分数据如下表所示。请根据有关信息回答问题。
实验次数 1 2 3 4 5 6
取样品质量/g 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
取稀硫酸质量/g 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体总质量/g 0 0 a 0.3 0.5 0.6
(1)食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收 ,用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是 。
(2)a数值为 。
(3)列式计算该样品中单质铁的质量分数。(结果保留至0.1%)
8.小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验:
步骤1:利用3中甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,所用药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一支已收集20 mL O2的注射器,在导管a处连接胶皮管并用止水夹夹紧,如图乙所示。
步骤2:一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如下表所示:
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 出现较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是 。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是 。
(3)通过对比实验现象,此实验还可得出影响铁制品锈蚀的因素是 。
答案
[核心·易错]
(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)×
[应考能力提升练]
1.D 2.A 3.D
4.B 一氧化碳还原氧化铁时,产生的现象是红棕色粉末变为黑色;反应前的物质是氧化铁,反应后是铁粉,固体质量会减小;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;一氧化碳有毒,需要对尾气进行处理。
5.B
6.红棕 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
2CO+O22CO2
氧化铁是红棕色固体,实验中氧化铁被一氧化碳还原成铁粉,铁粉显黑色,所以实验中可观察到A处V形管内固体粉末由红棕色逐渐变成黑色;一氧化碳还原氧化铁时会生成二氧化碳,二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙,使溶液变浑浊,反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O;将尾气点燃可使没有参加反应的一氧化碳与空气中的氧气反应转化为无毒的二氧化碳,反应的化学方程式为2CO+O22CO2。
7.(1)不可再生
(2)①提供反应所需的热量 产生一氧化碳 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
②增大反应物的接触面积,加快反应速率,使氧化铁反应更充分 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ③大
(3)高
(1)煤在自然界中经过亿万年才能形成,短期内无法恢复,属于不可再生的化石能源。(2)①分析炼铁高炉中的反应可知,焦炭燃烧生成二氧化碳,放出大量的热,可为还原铁矿石提供热量,高温条件下,二氧化碳和碳反应生成一氧化碳气体,可用作炼铁的还原剂;原料中石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣。(3)生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,生铁的含碳量比钢高。
8.(1)不活泼
(2)①磁铁矿中铁元素的含量更高
②2Al2O34Al+3O2↑
(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都不活泼。(2)①在Fe3O4中铁元素的质量分数为×100%=72.4%;在FeCO3中铁元素的质量分数为×100%=48.3%。磁铁矿中铁元素的含量更高,作炼铁原料更具优势。②Al2O3在通电的条件下生成Al和O2。
9.解:(1)400 t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量为
400 t×80%=320 t。
(2)设可炼得生铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
320 t x×(1-4%)
=
x=233.3 t
答:(1)该矿石中氧化铁的质量为320 t;(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量为233.3 t。
[初高衔接拓展练]
10.(1)收集尾气,防止污染环境
(2)变浑浊
(3)①Cu2O ②CuO+COCu+CO2 ③500
(2)当观察到出现澄清石灰水变浑浊的现象时,说明CO与CuO已经发生反应,因为加热条件下一氧化碳与氧化铜反应会生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。(3)①根据图示,400 ℃时,反应的固体产物中含有Cu和Cu2O。②根据图示,500 ℃时,固体产物中只含有Cu,则发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳。③根据图示,500 ℃以上时,固体产物只有铜,故用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在500 ℃以上。
答案
[核心·易错]
(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
[应考能力提升练]
1.D 保护金属资源的有效途径有回收利用废旧金属、防止金属的锈蚀、合理开采矿物、寻找金属的代用品。铁制品用途很广,不能禁止使用。
2.B 铁生锈的原因是与空气中的水蒸气和氧气接触发生反应。
3.D 刷漆与镀铬均使金属制品的表面形成了一层保护膜,隔绝了水和氧气;改变铁的内部结构制成不锈钢,不锈钢不易锈蚀;用湿布擦拭金属制品,让它与水接触,会使金属制品处于潮湿的环境中,容易锈蚀。
4.(1)空气(或氧气)、水 涂油
(2)耐腐蚀 保护金属资源(合理即可)
(1)铁在与氧气和水共存时易生锈,所以车架表面喷漆是为了防止其与空气(或氧气)、水接触而生锈;在链条上涂油,既达到了防锈的目的,还起到了润滑作用。(2)铝与氧气反应表面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;回收利用废旧金属可以起到节约和保护金属资源、节约能源和减少环境污染的作用。
5.(1)物理变化
(2)提高反应的速率 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
(3)铁质零件的表面有红色物质生成
(1)步骤Ⅰ“砂纸打磨”过程中主要通过摩擦除去表面的杂质,没有新物质生成,发生的是物理变化。(2)步骤Ⅱ~Ⅴ都在加热条件下进行,加热的作用是提高反应的速率;步骤Ⅲ处理时,用除锈液(稀硫酸)浸泡的时间不宜太长,原因是铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式是Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。(3)由于铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,所以为检验步骤Ⅳ处理后铁质零件的质量是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,若表面未形成致密的氧化膜,铁与硫酸铜反应,一段时间后将观察到的现象为铁质零件的表面有红色物质生成。
6.(1)B 铁钉与瓶中的氧气、水反应,使瓶内的压强减小
(2)仍采用小林的装置做对比实验,保持其他条件不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复小林的实验操作,观察现象
(3)海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率
7.(1)O2、H2O 增大与氧气、水分的接触面积,加快反应速率,使吸收效果更好
(2)0.1
(3)解:设一份该样品中单质铁的质量为x。
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
56 2
x 0.6 g
=
x=16.8 g
该样品中单质铁的质量分数为
×100%=54.2%。
答:该样品中单质铁的质量分数为54.2%。
[初高衔接拓展练]
8.(1)将带火星的木条放在b导管口处,若木条复燃,则证明U形管内已充满O2
(2)观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减小)
(3)水分和金属内部结构
第1课时 炼铁的原理 含杂质物质的计算
判断正误:(在括号内打“√”或“×”)
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4 ( )
(2)地球上大多数金属以化合物形式存在 ( )
(3)高炉炼铁的原理是2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ ( )
(4)高炉炼铁得到的产物是纯铁 ( )
(5)在高炉中炼铁时,焦炭的作用只是提高炉内温度 ( )
(6)一氧化碳还原氧化铁的实验中,要先通一会儿一氧化碳,再点燃酒精喷灯 ( )
(7)赤铁矿石是纯净物,可将其质量直接代入化学方程式进行计算 ( )
[核心知识] 工业炼铁:
(1)原料:铁矿石、焦炭和石灰石等。
(2)反应原理:在高温条件下,利用还原剂一氧化碳将铁从它的化合物中还原出来。
(3)设备:高炉。
[易错点拨]
1.用一氧化碳还原金属氧化物不要忘记进行尾气处理(因一氧化碳有毒,会污染空气)。
2.不要把含有杂质的物质质量当作纯物质的质量。纯物质的质量分数=1-杂质的质量分数。
1.如所示的金属矿石的主要成分不属于氧化物的是 ( )
2.[2021·湖州改编] 工业炼铁的部分反应如所示,则 ( )
O2CO2COFe
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以单质形式存在
3.炼铁时加入石灰石的主要作用是 ( )
A.作还原剂
B.提供CO2
C.降低铁矿石的熔点
D.将矿石中的SiO2转化为炉渣
4.[2020·德州] 所示是实验室利用一氧化碳还原氧化铁的装置图。关于该实验,下列说法错误的是 ( )
A.实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑
B.反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前增加
C.试管中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成
D.为了防止污染空气,该实验应增加尾气处理装置
5.工业炼铁过程中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中发生还原反应的物质是 ( )
A.CO B.Fe2O3 C.CO2 D.Fe
6.[2020·河南] 如为CO还原Fe2O3的微型装置图,则A处V形管内的固体粉末由
色逐渐变黑;B处V形管内的溶液变浑浊,化学方程式为 ;
将尾气点燃,化学方程式为 。
7.以煤为原料获得的化工产品有着广泛的用途。请回答下列问题。
(1)煤是 (填“可再生”或“不可再生”)的化石能源。
(2)煤经过加工得到的焦炭广泛应用于炼铁。如 是高炉炼铁的示意图,据图回答:
①焦炭在炼铁过程中的主要作用是 、 。原料中石灰石的作用是 。
②铁矿石(主要成分为Fe2O3)进入高炉前要粉碎成小颗粒,其原因是 。
写出高炉内生成铁的化学方程式: 。
③图中出铁口低于出渣口,说明生铁的密度比炉渣 (填“大”或“小”)。
(3)生铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
8.人类历史发展的不同阶段有的曾以不同金属材料的使用作为标志。
(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都 。
(2)在生产生活实践中,人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。
①比较两种铁矿石:磁铁矿(主要成分是Fe3O4)和菱铁矿(主要成分是FeCO3),从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”,其原因是 。
②近代工业上采用电解熔融氧化铝(Al2O3)的方法冶炼铝,Al2O3分解后得到两种单质,该反应的化学方程式为 。
9.工业上用赤铁矿石(主要成分是氧化铁)与一氧化碳在高温条件下反应冶炼生铁。现有400 t含氧化铁80%的赤铁矿石。求:
(1)该矿石中氧化铁的质量。
(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。(计算结果精确到0.1 t)
10.[2020·常州] 化学兴趣小组的同学模仿工业高炉炼铁原理,在如所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。
(1)装置中气球的作用是 。
(2)实验开始前,需要先通一段时间CO,然后开始加热,当观察到出现澄清石灰水 的现象时,说明CO与CuO已经发生反应。
(3)为确定反应的最佳温度,兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4 h后的固体物质成分,实验结果如所示(该图谱可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同),据图回答下列问题。
①400 ℃时,反应的固体产物中含有Cu和 。
②500 ℃时,该反应的化学方程式为 。
③用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在 ℃以上。
课题3 金属资源的利用和保护
第2课时 金属的锈蚀与防护
判断正误:(在括号内打“√”或“×”)
(1)只要与氧气或与水接触,铁就会生锈 ( )
(2)铁生锈的条件是与氧气和水同时接触 ( )
(3)铁锈致密,能阻止铁继续被锈蚀 ( )
(4)菜刀可用涂油的方法防锈 ( )
(5)中实验A和B对比可得出铁生锈需要水 ( )
[核心知识]
1.铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触。
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;③制成不锈钢。
[易错点拨]
1.铁生锈条件的探究需用到控制变量法,即控制其他条件完全相同,只改变被探究的条件。
2.铁锈疏松,铁生锈后会继续被腐蚀。
1.下列不属于保护金属资源的有效途径的是 ( )
A.合理开采矿物 B.寻找金属替代品
C.回收利用废旧金属 D.禁止使用铁制品
2.[2020·重庆A] 空气中含①N2、②O2、③稀有气体、④水蒸气等成分,其中与钢铁生锈有关的是 ( )
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④
3.[2020·雅安] 下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是 ( )
A.在表面刷漆 B.改用不锈钢
C.在表面镀铬 D.用湿布擦拭
4.“低碳生活,绿色出行”。如0为某自行车示意图。请回答下列问题。
(1)车架表面喷漆不仅美观,而且可有效防止其与 接触而生锈。防止自行车链条生锈的有效措施是 。
(2)自行车有些零件选用了铝合金材料,其优点是质量轻、硬度大和 。废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及 。
5.每年因金属腐蚀造成的经济损失远超所有自然灾害造成的损失总和。给金属“穿防护服”是一种常见的防腐蚀手段。工业上常将铁质零件进行发蓝处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。过程如所示。
(1)步骤Ⅰ“砂纸打磨”过程发生的是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)步骤Ⅱ~Ⅴ都在加热条件下进行,加热的作用是 ;步骤Ⅲ处理时,用除锈液(稀硫酸)浸泡的时间不宜太长,原因是
(用化学方程式表示)。
(3)为检验步骤Ⅳ处理后铁质零件的质量是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,若表面未形成致密的氧化膜,一段时间后将观察到的现象为 。
6.[2020·海南] 小林学习金属的相关知识后,关注到生活中有以下现象:
Ⅰ.海边的铁制品,锈蚀程度比其他地方更严重。
Ⅱ.切过咸菜的菜刀,不及时清洗,很容易锈蚀。
针对Ⅰ和Ⅱ的现象,小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。
[资料卡片]
探究铁生锈的条件
编号 ① ② ③
实验
现象 7天后,铁钉表面没有变化 2天后,铁钉表面出现红色 1天后,铁钉表面出现红色
[家庭小实验]
为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响,小林设计并完成了如2所示的家庭小实验,很快观察到实验现象。
(1)该实验中红墨水液面可能出现的现象是 (填字母)。
A.两端仍持平
B.左高右低
C.左低右高
你选择的理由是 。
(2)小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀,请在小林实验的基础上完善此实验方案: 。
(3)结合资料及实验结果,解释现象Ⅰ和Ⅱ: 。
7.某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉(含少量杂质,杂质既不溶于水也不溶于酸),他们取六份样品,分别加稀硫酸反应,测得部分数据如下表所示。请根据有关信息回答问题。
实验次数 1 2 3 4 5 6
取样品质量/g 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
取稀硫酸质量/g 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体总质量/g 0 0 a 0.3 0.5 0.6
(1)食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收 ,用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是 。
(2)a数值为 。
(3)列式计算该样品中单质铁的质量分数。(结果保留至0.1%)
8.小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验:
步骤1:利用3中甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,所用药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一支已收集20 mL O2的注射器,在导管a处连接胶皮管并用止水夹夹紧,如图乙所示。
步骤2:一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如下表所示:
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 出现较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是 。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是 。
(3)通过对比实验现象,此实验还可得出影响铁制品锈蚀的因素是 。
答案
[核心·易错]
(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)×
[应考能力提升练]
1.D 2.A 3.D
4.B 一氧化碳还原氧化铁时,产生的现象是红棕色粉末变为黑色;反应前的物质是氧化铁,反应后是铁粉,固体质量会减小;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;一氧化碳有毒,需要对尾气进行处理。
5.B
6.红棕 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
2CO+O22CO2
氧化铁是红棕色固体,实验中氧化铁被一氧化碳还原成铁粉,铁粉显黑色,所以实验中可观察到A处V形管内固体粉末由红棕色逐渐变成黑色;一氧化碳还原氧化铁时会生成二氧化碳,二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙,使溶液变浑浊,反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O;将尾气点燃可使没有参加反应的一氧化碳与空气中的氧气反应转化为无毒的二氧化碳,反应的化学方程式为2CO+O22CO2。
7.(1)不可再生
(2)①提供反应所需的热量 产生一氧化碳 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
②增大反应物的接触面积,加快反应速率,使氧化铁反应更充分 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ③大
(3)高
(1)煤在自然界中经过亿万年才能形成,短期内无法恢复,属于不可再生的化石能源。(2)①分析炼铁高炉中的反应可知,焦炭燃烧生成二氧化碳,放出大量的热,可为还原铁矿石提供热量,高温条件下,二氧化碳和碳反应生成一氧化碳气体,可用作炼铁的还原剂;原料中石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣。(3)生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,生铁的含碳量比钢高。
8.(1)不活泼
(2)①磁铁矿中铁元素的含量更高
②2Al2O34Al+3O2↑
(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都不活泼。(2)①在Fe3O4中铁元素的质量分数为×100%=72.4%;在FeCO3中铁元素的质量分数为×100%=48.3%。磁铁矿中铁元素的含量更高,作炼铁原料更具优势。②Al2O3在通电的条件下生成Al和O2。
9.解:(1)400 t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量为
400 t×80%=320 t。
(2)设可炼得生铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
320 t x×(1-4%)
=
x=233.3 t
答:(1)该矿石中氧化铁的质量为320 t;(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量为233.3 t。
[初高衔接拓展练]
10.(1)收集尾气,防止污染环境
(2)变浑浊
(3)①Cu2O ②CuO+COCu+CO2 ③500
(2)当观察到出现澄清石灰水变浑浊的现象时,说明CO与CuO已经发生反应,因为加热条件下一氧化碳与氧化铜反应会生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。(3)①根据图示,400 ℃时,反应的固体产物中含有Cu和Cu2O。②根据图示,500 ℃时,固体产物中只含有Cu,则发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳。③根据图示,500 ℃以上时,固体产物只有铜,故用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在500 ℃以上。
答案
[核心·易错]
(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
[应考能力提升练]
1.D 保护金属资源的有效途径有回收利用废旧金属、防止金属的锈蚀、合理开采矿物、寻找金属的代用品。铁制品用途很广,不能禁止使用。
2.B 铁生锈的原因是与空气中的水蒸气和氧气接触发生反应。
3.D 刷漆与镀铬均使金属制品的表面形成了一层保护膜,隔绝了水和氧气;改变铁的内部结构制成不锈钢,不锈钢不易锈蚀;用湿布擦拭金属制品,让它与水接触,会使金属制品处于潮湿的环境中,容易锈蚀。
4.(1)空气(或氧气)、水 涂油
(2)耐腐蚀 保护金属资源(合理即可)
(1)铁在与氧气和水共存时易生锈,所以车架表面喷漆是为了防止其与空气(或氧气)、水接触而生锈;在链条上涂油,既达到了防锈的目的,还起到了润滑作用。(2)铝与氧气反应表面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;回收利用废旧金属可以起到节约和保护金属资源、节约能源和减少环境污染的作用。
5.(1)物理变化
(2)提高反应的速率 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
(3)铁质零件的表面有红色物质生成
(1)步骤Ⅰ“砂纸打磨”过程中主要通过摩擦除去表面的杂质,没有新物质生成,发生的是物理变化。(2)步骤Ⅱ~Ⅴ都在加热条件下进行,加热的作用是提高反应的速率;步骤Ⅲ处理时,用除锈液(稀硫酸)浸泡的时间不宜太长,原因是铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式是Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。(3)由于铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,所以为检验步骤Ⅳ处理后铁质零件的质量是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,若表面未形成致密的氧化膜,铁与硫酸铜反应,一段时间后将观察到的现象为铁质零件的表面有红色物质生成。
6.(1)B 铁钉与瓶中的氧气、水反应,使瓶内的压强减小
(2)仍采用小林的装置做对比实验,保持其他条件不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复小林的实验操作,观察现象
(3)海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率
7.(1)O2、H2O 增大与氧气、水分的接触面积,加快反应速率,使吸收效果更好
(2)0.1
(3)解:设一份该样品中单质铁的质量为x。
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
56 2
x 0.6 g
=
x=16.8 g
该样品中单质铁的质量分数为
×100%=54.2%。
答:该样品中单质铁的质量分数为54.2%。
[初高衔接拓展练]
8.(1)将带火星的木条放在b导管口处,若木条复燃,则证明U形管内已充满O2
(2)观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减小)
(3)水分和金属内部结构
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