人教版化学九年级下册 8.3金属资源的利用和保护第1课时 学案

课题3　金属资源的利用和保护
第1课时　铁的冶炼
01　　知识管理
1.金属在自然界的存在形式：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。
2．一氧化碳还原氧化铁的实验
实验原理：__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__(用化学反应方程式表示)。
实验装置：
实验现象：玻璃管里的粉末由__红棕__色逐渐变为__黑__色，试管里澄清石灰水变__浑浊__，尾气燃烧产生__蓝__色火焰。
注意事项：(1)实验操作顺序：实验时，需先点燃装置最右边的酒精灯，后通一氧化碳，直至排尽玻璃管内的空气再点燃酒精喷灯，以免发生爆炸；实验完毕，先停止加热，继续通一氧化碳至玻璃管冷却，防止生成的铁被氧化，等装置完全冷却后再熄灭装置最右边的酒精灯。
(2)尾气的处理：一氧化碳有剧毒，所以要进行尾气处理，可采用将一氧化碳燃烧掉或用气囊收集的方法处理。
3．工业炼铁
设　　备：__高炉__。
原　　料：铁矿石、__焦炭__、石灰石、空气。
原　　理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的__一氧化碳__将铁从铁矿石中还原出来。
4．含杂物质的化学方程式的计算
公　　式：纯净物的质量分数(又称纯度)＝__×100%__。
注　　意：在计算过程中，不论是反应物还是生成物，代入化学方程式进行计算的都必须是纯净物的质量。
02　　基础题
考点1　常见的金属矿物
1．地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中。下列金属在自然界中能以单质形式存在的是(D)
A．钠 B．铝 C．铁 D．银
2．从环保角度分析最不宜炼铁的是(C)
A．赤铁矿(Fe2O3) B．磁铁矿(Fe3O4)
C．黄铁矿(FeS2) D．菱铁矿(FeCO3)
考点2　铁的冶炼
3．工业炼铁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(B)
A．CO B．Fe2O3 C．CO2 D．Fe
4．(2020·德州)如图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(B)
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．修建铁路所需大量钢铁是以铁矿石为主要原料冶炼而得。
(1)高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和__焦炭__。
(2)高炉炼铁排放的废气中含有大量的高温一氧化碳，可作为能源用来煅烧石灰石。请写出煅烧石灰石的化学方程式：__CaCO3CaO＋CO2↑__。
(3)高炉中炼出的生铁的硬度比纯铁的__强__(填“强”“弱”或“一样”)；取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，发生反应的化学方程式为__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__，当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质是__C__(填化学式)。
6．如图所示的是一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题：
(1)一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。
(2)A处的现象是__红棕色固体变为黑色__；B处的现象是__澄清的石灰水变浑浊__。
(3)C处酒精灯的作用是__将尾气点燃烧掉，防止污染空气__。
考点3　含杂物质的计算
7.某钢铁厂日产含杂质4%的生铁100 t，试计算该厂每天至少需含Fe2O3 80%的赤铁矿石多少吨？
解：设需要赤铁矿石的质量为x。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
x×80% 100 t×(1－4%)
＝　x＝171.4 t
答：至少需要含Fe2O380%的赤铁矿石171.4 t。
03　　中档题
8．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是 (B)
A．生铁属于混合物
B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应
C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D．工业炼铁的设备是高炉
9．用“W”形管进行微型实验，如图所示，下列说法错误的是(B)
A．a处红棕色粉末变为黑色
B．a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热
C．b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成
D．可利用点燃的方法进行尾气处理
10．A～G是初中化学常见的物质。已知A为黑色固体单质，B为红棕色粉末，G为紫红色固体单质，它们的转化关系如下图所示，回答问题。
(1)写出化学式：A__C__；B__Fe2O3__。
(2)反应Ⅱ的化学方程式为__CO2＋C2CO__。
(3)反应Ⅲ的化学方程式为__Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu__。
11．如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。
实验步骤如下：
Ⅰ.连接好装置，先检查装置的气密性；
Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；
Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却。
回答下列问题：
(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为__Fe__(填化学式)，B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是__防止生成的铁被空气中的氧气氧化__。
(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：
①收集多余的CO
②检验并吸收反应生成的CO2
上述说法中正确的是__C__。
A．只有①　　B．只有②　　C．①和②
04　　拓展题
12．将CO通入盛有12 g Fe2O3的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入CO至试管冷却，此时试管内残留固体的质量为9.6 g，则反应生成铁的质量为(B)
A．2.4 g B．5.6 g
C．8.4 g D．9.6 g
请按由强到弱的顺序写出常见金属的活动性顺序：__K__Ca__Na__Mg__Al__Zn__Fe__Sn__Pb__(H)__Cu__Hg__Ag__Pt__Au__；
请写出下列金属矿石主要成分的化学式：
赤铁矿：__Fe2O3__，磁铁矿：__Fe3O4__，菱铁矿：__FeCO3__，铝土矿：__Al2O3__，黄铜矿：__CuFeS2__，辉铜矿：__Cu2S__。