第八单元 金属和金属材料 第15讲 金属资源利用和保护

1、化学第八单元金属和金属材料 第15讲金属资源的利用和保护考点考点1：铁的冶炼：铁的冶炼1.地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，大多数金属化学性大多数金属化学性质活泼质活泼，所以它们以所以它们以 形式存在。只有少数金属化学性质不活形式存在。只有少数金属化学性质不活泼泼，如金、银等以如金、银等以 形式存在。形式存在。在工业上把在工业上把 叫矿石。常见的矿石叫矿石。常见的矿石，如赤铁矿主要如赤铁矿主要成分成分 ，磁铁矿主要成分磁铁矿主要成分 ，菱铁矿主要成分菱铁矿主要成分 。化合物化合物单质单质能提炼金属的矿物能提炼金属的矿物Fe2O3Fe3O4FeCO33

2、.一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁（1）实验步骤：）实验步骤：a.先通入先通入CO（目的是排尽装置内的空气（目的是排尽装置内的空气，防止防止CO与氧气混合后加与氧气混合后加热热引起爆炸）引起爆炸）；b.点燃酒精喷灯；点燃酒精喷灯；c.反应结束时反应结束时，先熄灭酒精喷灯先熄灭酒精喷灯，直到玻璃管冷却到室温时直到玻璃管冷却到室温时，再停再停止通止通CO（目的是防止高温下氧气（目的是防止高温下氧气进进入使得生成的入使得生成的铁铁再次被氧化且防再次被氧化且防止石灰水倒流）止石灰水倒流）。（2）尾气处理的方法：）尾气处理的方法： 或或 。（3）实验现象：）实验现象： 。4.H2、C、CO都能与都能

3、与CuO反应反应，但但 既是置既是置换反应又是还原反应换反应又是还原反应， 则只是还原反应则只是还原反应，而不是而不是置换反应。置换反应。点燃点燃用小气球收集用小气球收集玻璃管中红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊玻璃管中红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊H2、C与与CuO反应反应CO与与CuO反应反应考点考点2：金属资源的利用和保护：金属资源的利用和保护（高频考点）（高频考点）5.金属的锈蚀金属的锈蚀（1）铝的耐腐蚀性能好的原因）铝的耐腐蚀性能好的原因:_。（2）铁在潮湿的空气中与）铁在潮湿的空气中与 、反应生成铁锈反应生成铁锈（主要成分（主要成分为为 ），铁锈疏松、易吸水铁锈疏松、易吸水，如

4、不及时除去可以加速铁制品的如不及时除去可以加速铁制品的生锈。生锈。6.防止金属锈蚀的措施防止金属锈蚀的措施（1） ；（2） （如：刷漆、涂油、（如：刷漆、涂油、镀镀不活不活泼泼金属或致密的金属或致密的氧化物薄膜）氧化物薄膜）；（3）改变金属结构）改变金属结构，增强抗腐蚀性能增强抗腐蚀性能（如制成不（如制成不锈钢锈钢）。 常温下，铝能与空气中的氧气常温下，铝能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，起到保护的作用反应生成致密的氧化铝薄膜，起到保护的作用氧气氧气水水Fe2O3保持金属表面清洁干燥保持金属表面清洁干燥加上一层保护膜加上一层保护膜7.保护金属资源的有效途径保护金属资源的有效途径（1）防

5、止金属的）防止金属的 ；（2） ；（3） ；（4） 。腐蚀腐蚀金属的回收和再利用金属的回收和再利用科学合理地开采金属矿物科学合理地开采金属矿物寻找金属的代用品寻找金属的代用品类型金属资源的保护和利用【命题解读】金属的保护和利用是历年化学中考的高频考点，主要以选择题、填空题或简答题为主，考查的命题点有：生铁的冶炼原理、现象及尾气处理；结合生产、生活实例来选择防锈方法；金属锈蚀条件的判断与锈蚀条件的探究；金属资源的保护。【例1】（2015，淮安）某化学小组对铁的冶炼、铁的锈蚀与防护进行以下实验探究。（1）该小组设计如图1研究铁的冶炼。（2）该小组又设计如图2装置，将反应所得铁粉置于锥形瓶底部，塞紧

6、瓶塞，滴加适量食盐水，开始测量容器内压强的变化。压强与时间变化关系如图3所示：实验中食盐的作用是 。锥形瓶内压强下降的原因是 。生产、生活中铁制品的常见防锈方法有_ _（举一例）。 加快了铁粉的锈蚀速率铁锈蚀有氧气参与在铁制品表面喷漆（合理均可）【方法指导】（1）根据一氧化碳还原氧化铁的注意事项以及反应原理分析：实验前，装置内充满了空气，先注入水是为了先排净装置内的空气，以免加热时发生爆炸；氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳；（2）根据影响铁锈蚀的因素、装置内压强的变化以及防锈措施来分析：食盐加快了铁粉的锈蚀速率，铁的锈蚀是与空气中的水蒸气、氧气反应的过程，造成装置内压强减小；

7、生活中常用的铁制品防锈方法有：在铁制品表面涂上一层保护膜，在铁制品表面镀上一层其他金属，改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金等。 【例2】（2015，滨州）如图是同学们经常使用的交通工具自行车，请完成下列各题： （1）所标各部件中由金属材料制成的是 （填序号），属于有机合成材料的有 （任选一种物质填序号）。CABDE（3）新型食品保鲜剂“纳米铁粉”被称为“双吸剂”，其实质就是利用了铁生锈的原理，若用化学方法检验使用一段时间的“纳米铁粉”是否完全失效，可选用 检验，若出现 的现象，说明该双吸剂仍可使用。氧气氧气 Fe2O36HCl=2FeCl33H2O 稀盐酸气泡【方法指导】（1）链条属于

8、金属材料。车把套、座包、轮胎、反光镜等物质属于合成材料。（2）生锈是由于钢铁与空气中的水及氧气共同作用导致的，车轮的钢圈采用电镀或者镀上一层难生锈的金属的方法防止钢铁生锈。铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸反应。该反应的化学方程式为：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O。（3）铁粉完全氧化后与酸反应不会生成氢气。若用化学方法检验使用一段时间的“纳米铁粉”是否完全失效，可选用稀盐酸，若出现气泡的现象，说明该双吸剂仍可使用。D 一、选择题一、选择题1.（2015，葫芦岛）葫芦岛）把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼炼，得到的产物是（得到的产

9、物是（ ）A.钢钢 B.生铁生铁 C.纯铁纯铁 D.锰钢锰钢2.（2015，丽水），丽水）我市对生活垃圾已经实施分类投放我市对生活垃圾已经实施分类投放，金属饮料罐应投金属饮料罐应投放在标有哪种标志的垃圾箱中（放在标有哪种标志的垃圾箱中（ ） BA3.现有：生铁，赤铁矿，氧气，空气，石灰石，生石灰，无烟煤，焦炭。炼铁高炉中投放的基本原料是以上物质中的哪几种（ ）A. B.C. D.CB5.（2015，株洲）下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是（ ）A.在金属表面涂油或刷漆B.在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬C.制成耐腐蚀的合金D.用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜D6.（2015，日照）某学习小组用相

10、同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察，下列说法错误的是（ ）A.和中的铁钉无明显变化，中的铁钉明显生锈B.中加入的蒸馏水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧气C.中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重D.探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水（或水蒸气）直接接触C7.（2015，赤峰）设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法，下列对比实验不能达到目的的是（ ）C9.（2015，莱芜）控制变量法是实验探究的重要方法，下列实验方法的设计中，能达到实验目的是（ ）A.图甲比较铁、铜的金属活动性强弱B.图乙探究金属的锈蚀是否需要水C.图丙探究MnO2对H2O2分

11、解的催化作用D.图丁探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度B二、填空与简答题10.汽车；机器上的齿轮；门把手；铝制门窗；铁制脸盆；铁柜；铁轴；剪刀等常见的铁制品。为防止它们生锈，通常采用下列哪一种方法（填序号）？（1）在表面刷一层油漆 。（2）在表面涂上机油 。（3）在表面镀上一层其他金属 。（4）在表面烧制搪瓷 。（5）使其表面形成致密的氧化膜 。11.（2015，烟台）2014年12月28日，青烟威荣高铁正式通车。（1）如图1高铁车头的玻璃是用无机玻璃、树脂、塑料等粘合而成，能耐受强大的撞击力。这种玻璃属于 材料。（2）高铁建设需要消耗大量的铝、铁等金属。工业上常用电解氧化铝的方法冶炼金属铝

12、，该反应属于（填字母序号）。A.化合反应 B.分解反应C.置换反应 D.复分解反应复合B12.（2015，张家界）如表是某同学对铁制品生锈情况的调查：（1）从以上调查中，可知铁制品生锈的主要条件是与空气和 直接接触。（2）下列保护铁资源的建议，不正确的是 （填序号）。A.防止铁制品腐蚀B.回收利用废旧铁制品C.任意开采铁矿石 水调查内容掉漆的自行车裸露在混凝土外的钢筋涂油的无锈铁钉镀铬的铁质剪刀铁制品锈蚀的现象风吹雨淋，时间长了，掉漆的部分会生锈在潮湿的空气中，时间长了，裸露的钢筋表面会出现锈层铁钉较长时间不生锈剪刀较长时间不生锈C13.（2015，永州）“潇湘”化学研究性学习小组对铁快速生锈

13、进行了创新实验探究，实验设计如下图。实验操作如下：如图所示组装好仪器。用锥形瓶收集一瓶氧气，塞上胶塞。在烧杯中倒入少量滴有红墨水的水（水不要加太多，没过导管末端即可）。打开胶塞，向锥形瓶中快速加入4 mL饱和食盐水、2 g铁系脱氧剂（主要成分是活性铁粉）。塞上胶塞，捏住乳胶管，轻轻摇晃锥形瓶，使悬浊液均匀挂在锥形瓶内壁上。 （3）下列各项是同学们对该创新实验的判断与评价，你认为不太合理的是。A.实验中用红墨水是便于观察B.实验用氧气代替空气，毫无意义C.实验用铁钉代替铁系脱氧剂，实验效果会更好D.加入饱和食盐水可加快铁生锈的速度BC14.（2015，衡阳）钢铁工业是高能耗、高污染产业。我国冶炼钢铁的铁矿石大量从国外