课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 铁的冶炼
@知识回顾
1.自然界中，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.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，利用焦炭与二氧化碳反应生成的 一氧化碳 把铁从铁矿石里还原出来。
产品： 生铁 。
3.含杂质物质的计算
纯净物的质量分数＝
@基础分点训练
知识点1 常见的金属矿物
1.下列金属在自然界中以单质形式存在的是（ D ）
A.钠 B.锌 C.铝 D.金
2.下列金属矿物中，它们的主要成分从物质的分类角度来看，与其他三种不同的是（ B ）
A.赤铁矿（主要成分是Fe2O3）
B.炉甘石（主要成分是ZnCO3）
C.铝土矿（主要成分是Al2O3）
D.赤铜矿（主要成分是Cu2O）
知识点2 铁的冶炼
3.下列关于工业炼铁的叙述错误的是（ D ）
A.炼铁的设备是高炉
B.焦炭的一个作用是提供热量
C.因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高
D.工业上用高炉炼铁制得的是纯铁
知识点3 含杂物质的计算
4.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冶炼生铁。现有800 t含氧化铁80％的赤铁矿石。求：
（1）该赤铁矿石中氧化铁的质量。
（2）该赤铁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）
解：（1）800 t含氧化铁80％的赤铁矿石中氧化铁的质量为800 t×80％＝640 t。
（2）设可炼出含杂质4％的生铁质量为x，则含杂质4％的生铁中含铁量为（1－4％）x＝x×96％。
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
160 112
640 t x×96％
＝ x≈466.7 t
答：（1）该赤铁矿石中氧化铁的质量是640 t。
（2）该赤铁矿石能冶炼出含杂质4％的生铁的质量是466.7 t。
@能力提分训练
5.（贵阳南明区模拟）对比是学习化学的重要方法。下列关于Fe2O3与Fe3O4的比较正确的是（ B ）
A.Fe2O3为黑色，Fe3O4为红棕色
B.Fe2O3和Fe3O4都是铁的氧化物
C.Fe2O3可用于炼铁，Fe3O4不可用于炼铁
D.Fe2O3是磁铁矿的主要成分，Fe3O4是赤铁矿的主要成分
6.【微型实验】工业上炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应。某兴趣小组利用如图所示的微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法正确的是（ D ）
A.实验时应先点燃酒精喷灯，后将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中
B.实验过程中观察到黑色固体逐渐变红
C.实验中观察到滤纸条变蓝，说明有二氧化碳生成
D.气球的主要作用是防止尾气逸出污染空气
7.某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究。
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如图。
【进行实验】实验开始时，应先打开弹簧夹 ② （填“①”或“②”）。
【分析与讨论】实验结束后，玻璃管内固体粉末由红棕色全部变成黑色。小明认为该黑色固体全部是单质铁，但小华提出了质疑，认为还可能是其他物质，如铁的常见氧化物：氧化铁、四氧化三铁、 氧化亚铁 （填名称）。于是大家查阅资料。
【查阅资料】上述氧化物中：氧化铁为红棕色，其余都为黑色；只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【实验与猜想】
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引。
（2）进行猜想：黑色固体粉末可能a.全部为铁；b.全部为四氧化三铁；c. 为铁和四氧化三铁 。
（3）该小组按上述猜想设计实验，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量为66.0 g（玻璃管的质量为60.0 g）；
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m g（冷却到室温称量）。
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算：
（4）若猜想a成立，则m＝ 64.2 。
（5）若猜想c成立，则m的取值范围为 64.2＜m＜65.8 。
@拓展素养提升
8.（广州中考改编）我国古代科技璀璨夺目，金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。如图为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。
（1）泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量，泥罐内煤粉的主要作用是 作还原剂 。
（2）已知锌的沸点为907 ℃，泥罐下部温度可达1 200 ℃，上部约为600 ℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于 B （填标号）。
A.蒸发 B.蒸馏 C.升华
（3）必须冷却后才能取锌，是为了防止发生反应： 2Zn＋O22ZnO （写化学方程式）。
第2课时 金属资源保护
@知识回顾
1.铁制品的锈蚀
铁锈蚀过程：实际上是铁与空气中的 氧气、水蒸气 等发生化学反应的过程。
防锈原理：使铁制品隔绝 空气或水 。
防锈方法：在铁制品表面涂油、刷漆、制造耐腐蚀的合金等。
2.金属资源的保护
（1）防止金属 腐蚀 ；
（2） 回收利用 废旧金属；
（3）有计划、合理地开采矿物；
（4）寻找 金属的代用品 等。
@基础分点训练
知识点1 金属的锈蚀与防护
1.下列情况中，铁钉最不容易生锈的是（ B ）
A.全部浸泡在水中 B.全部浸泡在油中
C.放在空气中 D.部分浸在水中
2.（青岛中考）防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其他三种方法原理不同的是（ D ）
A.表面涂油 B.表面刷漆
C.覆盖塑料 D.制成合金
3.（安徽中考改编）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究，一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
（1）比较两组试管 A、D 中产生的实验现象可知，钢铁锈蚀需要水的参与。
（2）比较两组试管 B、D 中产生的实验现象可知，钢铁锈蚀需要氧气的参与。
（3）C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 C中可接触的氧气比D中的多 。
（4）B中将蒸馏水煮沸的目的是 除去水中溶解的氧气，防止干扰实验 。
知识点2 金属资源保护
4.（广西中考）下列做法不能有效保护金属资源的是（ D ）
A.防止金属腐蚀
B.寻找金属的代用品
C.回收利用废旧金属
D.肆意开采金属矿物
5.金属与人类生活、生产密不可分。
（1）目前世界上已有50％以上的废旧钢铁得到回收利用，其目的是 A （填序号）。
A.节约金属资源 B.合理开采矿物 C.防止钢铁生锈
（2）金属制品的锈蚀是金属资源保护面临的重大问题。下列金属防护措施不合理的是 C （填序号）。
A.齿轮表面涂油
B.将钢材深埋保存
C.钢刀浸泡在盐水中
D.车圈镀铬
@能力提分训练
6.“嫦娥一号”探月卫星采用碳复合材料替代铝合金制作定向天线展开臂，该方法有许多优点，同时也是保护金属资源的一种措施。下列方法属于该措施的是（ D ）
A.防止金属腐蚀
B.回收利用废旧金属
C.合理有效地开采矿物
D.寻找金属代用品
7.如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是（ C ）
A.甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中，导管内上升一段水柱
8.将10.0 g铁粉、0.2 g炭粉、20滴水、2.0 g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如图，你认为下列说法正确的是（ C ）
A.密闭容器中有氧气且为纯氧
B.在实验研究范围内，湿度逐渐升高是因为有水生成
C.该实验不能证明氯化钠能加快铁的生锈
D.该变化过程属于物理变化
9.（常德中考）常德滨湖公园的“金刚塔”，俗称“铁树”，始建于北宋建隆年间。湖南省博物馆典藏技术部曾实地考察“金刚塔”的保存状况，专家认为由于常德天气潮湿多雨，加上“金刚塔”主要成分为铁，导致表面局部锈蚀严重，需作保护处理。请回答相应问题：
（1）铁生锈的条件为 与水和氧气同时接触 ，铁锈主要成分为 Fe2O3 （填化学式）。
（2）常德“金刚塔”表面局部锈蚀严重，以下合理的除锈措施是 B （填序号）。
A.直接喷洒稀盐酸 B.小心打磨生锈处 C.用水清洗
（3）请你写出一种防止铁制品锈蚀的措施 置于干燥处（或刷漆、涂油等，合理即可） 。
（4）对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程属于 化学 （填“物理”或“化学”）变化。
②“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是 隔绝氧气和水 。
③铁锈从物质的分类来看属于 混合物 。（填“纯净物”或“混合物”）
10.【科学探究】某品牌暖足贴的主要成分是铁粉、炭粉、氯化钠、水和蛭石。化学小组利用所学知识开展“自制暖足贴”活动。回答问题：
【查阅资料】
（1）发热的原因是铁粉与 H2O和O2 反应生锈并放热。
（2）使用铁粉而不是铁块，原因是 增大反应物的接触面积 。
【自制暖足贴】Ⅰ.取一定量铁粉和炭粉，加入无纺布袋中（与市售所用无纺布相同），按比例加入氯化钠和水，混合均匀。
Ⅱ.相同环境下，利用温度传感器测定两种暖足贴温度随时间的变化，如图所示。
【数据分析】
（3）分析比较，自制暖足贴的明显不足是 短时间内温度过高（合理即可） （写一点），由此推测市售暖足贴成分中蛭石的作用是 延长发热时间 。
（4）铁生锈也造成了一定程度的金属资源浪费，写出一种防止铁生锈的方法 铁制品表面刷漆（合理即可） 。课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 铁的冶炼
@知识回顾
1.自然界中，除少数很不活泼的金属如 等有 形式存在外，其余都以 的形式存在。
2.工业炼铁
设备： 。
原料： 、石灰石、空气。
原理：在高温下，利用焦炭与二氧化碳反应生成的 把铁从铁矿石里还原出来。
产品： 。
3.含杂质物质的计算
纯净物的质量分数＝
@基础分点训练
知识点1 常见的金属矿物
1.下列金属在自然界中以单质形式存在的是（ ）
A.钠 B.锌 C.铝 D.金
2.下列金属矿物中，它们的主要成分从物质的分类角度来看，与其他三种不同的是（ ）
A.赤铁矿（主要成分是Fe2O3）
B.炉甘石（主要成分是ZnCO3）
C.铝土矿（主要成分是Al2O3）
D.赤铜矿（主要成分是Cu2O）
知识点2 铁的冶炼
3.下列关于工业炼铁的叙述错误的是（ ）
A.炼铁的设备是高炉
B.焦炭的一个作用是提供热量
C.因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高
D.工业上用高炉炼铁制得的是纯铁
知识点3 含杂物质的计算
4.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冶炼生铁。现有800 t含氧化铁80％的赤铁矿石。求：
（1）该赤铁矿石中氧化铁的质量。
（2）该赤铁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）
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5.（贵阳南明区模拟）对比是学习化学的重要方法。下列关于Fe2O3与Fe3O4的比较正确的是（ ）
A.Fe2O3为黑色，Fe3O4为红棕色
B.Fe2O3和Fe3O4都是铁的氧化物
C.Fe2O3可用于炼铁，Fe3O4不可用于炼铁
D.Fe2O3是磁铁矿的主要成分，Fe3O4是赤铁矿的主要成分
6.【微型实验】工业上炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应。某兴趣小组利用如图所示的微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法正确的是（ ）
A.实验时应先点燃酒精喷灯，后将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中
B.实验过程中观察到黑色固体逐渐变红
C.实验中观察到滤纸条变蓝，说明有二氧化碳生成
D.气球的主要作用是防止尾气逸出污染空气
7.某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究。
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如图。
【进行实验】实验开始时，应先打开弹簧夹 （填“①”或“②”）。
【分析与讨论】实验结束后，玻璃管内固体粉末由红棕色全部变成黑色。小明认为该黑色固体全部是单质铁，但小华提出了质疑，认为还可能是其他物质，如铁的常见氧化物：氧化铁、四氧化三铁、 （填名称）。于是大家查阅资料。
【查阅资料】上述氧化物中：氧化铁为红棕色，其余都为黑色；只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【实验与猜想】
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引。
（2）进行猜想：黑色固体粉末可能a.全部为铁；b.全部为四氧化三铁；c. 。
（3）该小组按上述猜想设计实验，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量为66.0 g（玻璃管的质量为60.0 g）；
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m g（冷却到室温称量）。
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算：
（4）若猜想a成立，则m＝ 。
（5）若猜想c成立，则m的取值范围为 。
@拓展素养提升
8.（广州中考改编）我国古代科技璀璨夺目，金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。如图为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。
（1）泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量，泥罐内煤粉的主要作用是 。
（2）已知锌的沸点为907 ℃，泥罐下部温度可达1 200 ℃，上部约为600 ℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于 （填标号）。
A.蒸发 B.蒸馏 C.升华
（3）必须冷却后才能取锌，是为了防止发生反应： （写化学方程式）。
第2课时 金属资源保护
@知识回顾
1.铁制品的锈蚀
铁锈蚀过程：实际上是铁与空气中的 等发生化学反应的过程。
防锈原理：使铁制品隔绝 。
防锈方法：在铁制品表面涂油、刷漆、制造耐腐蚀的合金等。
2.金属资源的保护
（1）防止金属 ；
（2） 废旧金属；
（3）有计划、合理地开采矿物；
（4）寻找 等。
@基础分点训练
知识点1 金属的锈蚀与防护
1.下列情况中，铁钉最不容易生锈的是（ ）
A.全部浸泡在水中 B.全部浸泡在油中
C.放在空气中 D.部分浸在水中
2.（青岛中考）防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其他三种方法原理不同的是（ ）
A.表面涂油 B.表面刷漆
C.覆盖塑料 D.制成合金
3.（安徽中考改编）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究，一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
（1）比较两组试管 中产生的实验现象可知，钢铁锈蚀需要水的参与。
（2）比较两组试管 中产生的实验现象可知，钢铁锈蚀需要氧气的参与。
（3）C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 。
（4）B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
知识点2 金属资源保护
4.（广西中考）下列做法不能有效保护金属资源的是（ ）
A.防止金属腐蚀
B.寻找金属的代用品
C.回收利用废旧金属
D.肆意开采金属矿物
5.金属与人类生活、生产密不可分。
（1）目前世界上已有50％以上的废旧钢铁得到回收利用，其目的是 （填序号）。
A.节约金属资源 B.合理开采矿物 C.防止钢铁生锈
（2）金属制品的锈蚀是金属资源保护面临的重大问题。下列金属防护措施不合理的是 （填序号）。
A.齿轮表面涂油
B.将钢材深埋保存
C.钢刀浸泡在盐水中
D.车圈镀铬
@能力提分训练
6.“嫦娥一号”探月卫星采用碳复合材料替代铝合金制作定向天线展开臂，该方法有许多优点，同时也是保护金属资源的一种措施。下列方法属于该措施的是（ ）
A.防止金属腐蚀
B.回收利用废旧金属
C.合理有效地开采矿物
D.寻找金属代用品
7.如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是（ ）
A.甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中，导管内上升一段水柱
8.将10.0 g铁粉、0.2 g炭粉、20滴水、2.0 g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如图，你认为下列说法正确的是（ ）
A.密闭容器中有氧气且为纯氧
B.在实验研究范围内，湿度逐渐升高是因为有水生成
C.该实验不能证明氯化钠能加快铁的生锈
D.该变化过程属于物理变化
9.（常德中考）常德滨湖公园的“金刚塔”，俗称“铁树”，始建于北宋建隆年间。湖南省博物馆典藏技术部曾实地考察“金刚塔”的保存状况，专家认为由于常德天气潮湿多雨，加上“金刚塔”主要成分为铁，导致表面局部锈蚀严重，需作保护处理。请回答相应问题：
（1）铁生锈的条件为 ，铁锈主要成分为 （填化学式）。
（2）常德“金刚塔”表面局部锈蚀严重，以下合理的除锈措施是 （填序号）。
A.直接喷洒稀盐酸 B.小心打磨生锈处 C.用水清洗
（3）请你写出一种防止铁制品锈蚀的措施 。
（4）对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程属于 （填“物理”或“化学”）变化。
②“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是 。
③铁锈从物质的分类来看属于 。（填“纯净物”或“混合物”）
10.【科学探究】某品牌暖足贴的主要成分是铁粉、炭粉、氯化钠、水和蛭石。化学小组利用所学知识开展“自制暖足贴”活动。回答问题：
【查阅资料】
（1）发热的原因是铁粉与 反应生锈并放热。
（2）使用铁粉而不是铁块，原因是 。
【自制暖足贴】Ⅰ.取一定量铁粉和炭粉，加入无纺布袋中（与市售所用无纺布相同），按比例加入氯化钠和水，混合均匀。
Ⅱ.相同环境下，利用温度传感器测定两种暖足贴温度随时间的变化，如图所示。
【数据分析】
（3）分析比较，自制暖足贴的明显不足是 （写一点），由此推测市售暖足贴成分中蛭石的作用是 。
（4）铁生锈也造成了一定程度的金属资源浪费，写出一种防止铁生锈的方法 。
