第2讲 金属的冶炼、腐蚀与防护
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考点通关 直击考什么
考点1 金属的冶炼
1.金属资源的存在形式:地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除了少数很不活泼的金属,如金、银等有单质形式存在,金属多以化合物的形式存在。
2.常见的金属矿物
名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿
主要成分的化学式 ①_ _ _ _ _ _ ②_ _ _ _ _ _ ③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
3.工业炼铁
(1)设备:炼铁高炉。
(2)原料:赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气。焦炭的作用是④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去,铁矿石的作用是提供铁元素。
(3)高炉炼铁的原理:⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用化学方程式表示)。
(4)高炉炼铁的产品是⑥_ _ _ _ ,它是⑦_ _ _ _ _ _ (填“纯净物”或“混合物”)。
4.实验室炼铁
实验装置
原理 (此反应不属于置换反应)
现象 红色粉末逐渐变为黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊
操作要点 (1)先通再加热的目的:⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 (2)实验完毕后继续通入的目的:⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 (3)尾气的处理:因为有毒,不能直接排放到空气中,可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体
5.相关计算:在实际生产时,炼铁所用的原料或所得的产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。
考点2 金属的腐蚀与防护
铁锈蚀的条件 与空气中的氧气和水蒸气同时接触 用酸除铁锈的反应 _ _ _ _ _ _ _ _ 或 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
防锈原理 使铁制品隔绝⑩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 保护金属资源的措施 防止金属腐蚀;回收利用废旧金属;有计划、合理地开采矿物;寻找金属的代用品等
防锈措施 1.保持铁制品表面洁净干燥,如菜刀用完洗净擦干;2.在铁制品表面加保护层,如刷漆、电镀、涂油等;3.改变铁制品的结构,制成合金,如制成不锈钢等 保护金属资源的意义 节约金属资源,减少环境污染
重点实验 多维透析
实验6 铁锈蚀条件的探究
1.探究铁钉锈蚀的条件
实验装置
实验现象 一周后,中的铁钉生锈,、中的铁钉不生锈
分析与结论 、对比说明:铁钉生锈需要有①_ _ _ _ ; 、对比说明:铁钉生锈需要有②_ _ _ _ 。 结论:铁钉生锈是铁与③_ _ _ _ _ _ 共同作用的结果
实验反思 (1)实验开始前,需用砂纸打磨铁钉,目的是④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ; (2)实验中所用蒸馏水需煮沸并迅速冷却的原因是⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ; (2)试管中在蒸馏水上方滴上植物油的目的是⑥_ _ _ _ _ _ _ _ ; (3)试管中氯化钙作⑦_ _ _ _ 剂,其目的是⑧_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ; (5)铁锈蚀后应及时除锈的原因是⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2.影响铁钉锈蚀速率的因素
实验设计及图示 试管中加入少量蒸馏水,使部分铁钉浸没在水中; 试管中加入稀硫酸或醋酸溶液,浸没铁钉后,倒去溶液; 试管中加入少量氯化钠溶液,使部分铁钉浸没在溶液中
实验现象 和中的铁钉先生锈,中的铁钉后生锈
实验结论 稀硫酸、醋酸溶液、氯化钠溶液等物质存在时会加速铁的锈蚀
3.创新实验装置
实验装置
解释说明 图1利用铁丝绒锈蚀消耗空气中的氧气,测定空气中氧气的含量; 图2通过改变水的温度,可以探究温度对铁钉锈蚀快慢的影响,温度升高可加速铁钉的锈蚀; 图3所示实验,最终形玻璃管中左侧红墨水液面高于右侧,对比左右两支试管中铁钉生锈的情况,可知铁钉生锈的条件之一是与水接触
实验拓展 铜制品锈蚀的探究
实验设计
实验现象 一段时间后,甲中铜片生锈,乙、丙、丁中铜片不生锈
分析与结论 甲、乙对比说明:铜生锈需要有⑩_ _ _ _ ;甲、丙对比说明:铜生锈需要有 _ _ _ _ ;甲、丁对比说明:铜生锈需要有 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 结论:铜生锈是铜与 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 共同作用的结果
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 金属矿物与金属的冶炼
1.[2024常州]同学们收集的下列矿石样品中,主要成分为的是( )
A.赤铁矿 B.磁铁矿 C.孔雀石 D.铝土矿
2.[2024苏州]下列有关金属的说法正确的是( )
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
3.[2025吉林]竖炉炼铁的工艺流程如图所示。
催化反应室中发生的反应之一为:。下列分析正确的是( )
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中的化学式为
D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
4.[2024苏州节选]中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术,现代铜冶炼废气、废水需经过处理后排放。
Ⅰ.铜的冶炼与防腐
(1) 如图1所示一氧化碳还原氧化铜的实验,硬质玻璃管内出现_ _ _ _ _ _ _ _ (现象),证明反应已经发生。
图1
(2) 上述实验获得的中含有少量黑色的。请补充完整提纯铜的实验方案:将所得固体置于烧杯中,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,干燥。(可选用的试剂:稀、溶液、溶液、蒸馏水)
(3) 《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质如表中所示,推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
铜 青铜(含的锡)
熔点
硬度 3.0
注:硬度以金刚石的硬度10为标准,1表示很软,10表示很硬。
5.[2024盐城节选]2024年5月17日,中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线,顺利实现新能源汽车转型升级。
(5)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用含氧化铁的赤铁矿石,理论上可以炼出纯铁的质量为多少(写出计算过程)?
命题点2 金属的腐蚀与防护
6.[2024南通]生活中处处有化学,下列说法正确的是 ( )
A.花生油的主要成分为淀粉
B.油锅着火后立即用锅盖盖灭
C.制作门窗的铝合金属于有机高分子材料
D.铁钉在干燥的空气中比在潮湿的空气中更易生锈
7.[2025苏州]为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录。
实验编号 活性炭质量/ 食盐质量/ 温度上升值/
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 0.1 3.1
4 0.2 0.1 56.3
下列说法正确的是( )
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
8.(1) [2024盐城]汽车烤漆工艺既能助力汽车美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) [2024淮安]运河中南来北往的铁壳驳船通常采用刷_ _ _ _ 方法,以防止船体锈蚀。
9.[2024苏州节选]某同学设计实验探究铜锈蚀产生铜绿的条件(如图所示),图中铜片上最不易产生铜绿的是_ _ _ _ (填序号)。
A. B. C. D.
思路点拨
铜生锈的条件是铜与氧气、二氧化碳、水接触。
中铜只与氧气接触;中铜与水接触,但水中可能溶有氧气;中铜与、氧气和水接触,容易生锈;中铜与氧气和水接触。中破坏了铜生锈的两个条件,故最不易生锈。
10.[2025扬州节选]被誉为“中国运河第一城”的扬州,既有深厚文化底蕴,又充满创新活力。
(4)“崇文尚教名城”赋能时代新篇。博物馆科普研学活动中,同学们对“粉状锈”的产生展开研究。有同学提出:导致青铜器产生“粉状锈”的因素,除了和外,还有含氯离子的物质。为验证该观点,设计以下实验,请补充完整实验方案:实验1,将青铜片置于潮湿空气环境中;实验2,将青铜片置于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的环境中。相同时间后观察现象。
第2讲 金属的冶炼、腐蚀与防护
考点通关 直击考什么
考点1 金属的冶炼
2.; ; (人教)/(沪教)
3.燃烧提供热量、生成还原剂; ; 生铁; 混合物
4.排出装置内的空气,以免加热时与空气混合发生爆炸; 防止氧化铁被还原成铁后,在较高的温度下重新被氧化
考点2 金属的腐蚀与防护
氧气或水; ;
重点实验 多维透析
实验6 铁锈蚀条件的探究
1.氧气; 水; 氧气、水; 除去表面的铁锈; 除去水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水; 隔绝空气; 干燥; 吸收空气中的水蒸气; 铁锈疏松多孔,能吸附空气中的氧气和水,会加快铁的锈蚀
氧气; 水; 二氧化碳; 氧气、水、二氧化碳
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 金属矿物与金属的冶炼
1.B 2.B 3.D
4.(1) 红色固体
(2) 加入足量稀硫酸充分反应至黑色固体完全溶解,过滤,蒸馏水洗涤滤渣次
(3) 降低铜的熔点,提高铜的硬度
5.解:设理论上可以炼出纯铁的质量为。
答:理论上可以炼出纯铁的质量为。
命题点2 金属的腐蚀与防护
6.B
7.C
[解析]铁和水、氧气同时接触时生锈,错误;为验证活性炭、食盐能够加快铁生锈的速率,需要控制变量做对比实验得出相关结论,的值为0,错误;实验1和4中有两个变量,应当对比实验1和3或者实验2和4,得出“食盐能加快铁粉生锈速率”的结论,错误。
8.(1) 隔绝氧气和水
(2) 油漆
9.A
10.潮湿的含有氯离子的空气