专题8.3.1 金属资源的利用（第1课时）九年级化学人教版（下册）

第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护一、铁的冶炼1．金属资源的存在形式大多数金属资源以__________的形式存在，少数如_________等以单质的形式存在。（新疆发现的狗头金） 自然界存在的银2．地壳中含量位于前五位的金属元素：________________________________________。3．几种常见的矿石以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。（1）铁矿石：赤铁矿(主要成分是____________)、黄铁矿(主要成分是_____________)、菱铁矿(主要成分是___________)、磁铁矿(主要成分是____________)。（2）铝矿石：铝土矿(主要成分是____________)。（3）铜矿石：黄铜矿(主要成分是____________)、辉铜矿(主要成分是____________)。4．一氧化碳还原氧化铁实验实验现象及发生反应的化学方程式玻璃管内试管内酒精灯处现象固体由________色变为________色澄清石灰水________气体燃烧，产生___色火焰化学方程式_________________________________________________________（2）实验步骤与注意事项①实验开始时，先___________________，再______________。这样做的目的是_________________________________________________________________________________________________________。[②实验结束时，要先____________________，再_______________________，原因是_______________________________。③装置右端导管处放置一只燃着的酒精灯的作用是_______________。④尾气的处理：因CO有毒，不能随意排入到空气中，处理的原则是______________________________________________________________________。5．工业炼铁（1）设备：高炉。（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。（3）反应原理：A区发生反应的化学方程式为_____________________________________________；A区发生反应的化学方程式为________________________________________________________________。【温馨提示】（1）焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的__________。（2）石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去。（3）高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有_______、P、S等元素。[来源:学+科+网Z+X+二、含杂质的反应物或生成物的有关计算

当参加反应的物质含杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。

一般利用该公式及其变形：。

【例题】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？

【解】设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。（x不是纯物质的质量，不能直接代入计算）

1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：

答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。一、1．化合物 金、银2．铝、铁、钙、钠、钾3．（1）Fe2O3 FeS2 FeCO3 Fe3O4（2）Al2O3（3）CuFeS2 Cu2S4．（1）红棕 黑 变浑浊 蓝Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2Ca(OH)2＋CO2CaCO3↓＋H2O2CO＋O22CO2（2）①通一氧化碳 加热 排尽装置内的空气，防止形成一氧化碳与空气的混合气体，在加热时爆炸②停止加热 停止通CO 防止生成的铁又被氧化③尾气处理④将CO燃烧转化为无毒的CO2或收集备用5．（3）Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 C＋O2CO2、C＋CO22CO【温馨提示】（1）温度 （2）C二、 一、金属冶炼的难易金属冶炼的难易与金属的活动性强弱有关，金属的活动性越强，越难冶炼；金属活动性越弱，越容易冶炼。如：人类利用金属铜的历史最久远，铁次之，铝在地壳中的含量虽然是最多的，但铝的利用才一百多年的历史，其主要原因是铝的金属活动性强，冶炼难度较高。铜的金属活动性弱，比较容易冶炼，所以铜的利用较早。二、含杂质物质的计算1．原理化学方程式所表达的物质间质量关系都是参加反应的纯净物间的关系。当参与反应或生成的是含杂质的物质时，要换算成纯净物的量，在进行计算。2．公式（1）混合物中某物质的质量分数=。（2）纯物质的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数。（3）混合物的总质量=。3．计算步骤（1）将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量。（2）将纯物质的质量代入化学方程式进行计算。（3）将计算得到的纯物质的质量换算成含杂质物质的质量。典例为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小龙和他的同学用足量的一氧化碳与10g赤铁矿石样品充分反应（杂质不参与反应），并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图：（1）上述反应产生二氧化碳的质量为________g。（2）计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数。【答案】（1）6.6（2）80%【解析】（1）二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收，故溶液的增重值即为二氧化碳的质量，由图像知，反应产生二氧化碳的质量为106.6g﹣100.0g=6.6g。（2）设赤铁矿石中氧化铁的质量为x，3CO+Fe2O32Fe+3CO21603×44x6.6g160∶x=(3×44)∶6.6g解得：x=8g所以样品中氧化铁的质量分数为：(8g÷10g)×100%=80%。1．下列物质的颜色不是黑色的是A．Fe2O3 B．Fe3O4C．MnO2 D．CuO2．下列主要成分是Fe2O3的铁矿石是A．赤铁矿 B．磁铁矿C．菱铁矿 D．黄铜矿3．下列实验现象描述正确的是A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰B．铜片放入稀硫酸中，有气泡产生C．镁条在空气中燃烧，发出耀眼白光D．一氧化碳还原氧化铁，固体粉末由黑色变为红色4．下列关于金属的说法中，正确的是A．大多数金属在自然界中以单质形式存在B．钢属于合金，生铁不属于合金C．铝土矿的主要成分是Al2O3D．电线一般用铜制而不是银制，是因为铜的导电性比银好5．下列关于CO还原Fe2O3实验的叙述，错误的是A．该实验必须有尾气处理装置B．加热前应先通入一段时间的COC．用石灰水检验气体产物是CO2D．用磁铁检验固体产物是Fe和Fe3O46．如图所示装置中通入X气体，并在管口P处点燃，实验结果是澄清石灰水变浑浊，则X可以是A．H2 B．CO C．CO2 D．O27．下列有关工业炼铁的叙述中，不正确的是A．炼铁用的设备是高炉B．炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石C．炼铁得到的生铁仍为混合物D．炼铁是用空气中的氧气将铁矿石中的杂质氧化除去8．甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图。下列叙述中正确的是A．炼铁的主要原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2B．乙图炼铁中原料焦炭的作用是只提供热量C．甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯D．两图中得到的铁是完全相同的9．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁反应，某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求填空：（1）写出CO还原氧四氧化三铁的化学反应方程式_________________________________。（2）能说明一氧化碳还原四氧化三铁属于化学变化的现象是____________________________________。（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是_______________________________________________。（4）若把四氧化三铁换成一定量的磁铁矿样品W克（该反应完全进行），并想测定该磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数，需要测量的数据是_____________________________________。10．人类的生活和生产都离不开金属材料。（1）下列物质不属于合金的是__________。（填序号）A．青铜 B．铝 C．钢 D．生铁（2）工业炼铁可以把赤铁矿在高炉里和CO反应，该反应的化学方程式是_________________________________________________。①氧化铁（Fe2O3）的相对分子质量是_________。②2000t含氧化铁80％的赤铁矿中理论上可炼得含铁95％生铁_________t。（保留一位小数）11．[2018·平凉]2017年春季，在张献忠沉银现场，考古学家发现了金币、银币、铜币和银锭，还有铁刀、铁矛等兵器，金币银币光亮如初，铁刀铁矛锈迹斑赶。下列说法不正确的是A．金银铜铁都是重要的金属资源B．金银的化学性质比铜铁更稳定C．自然界中，金、银、铜、铁主要以单质的形式存在D．可以用银、铁、硫酸铜溶液验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序12．[2018·重庆]小明笔记中有一处错误，你认为是图中的哪一处A．a处B．b处C．c处D．d处13．[2017·成都]工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。（1）反应：①Fe2O3+3CO2Fe+3CO，②Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是______________，用于高炉炼铁的原理是______________（填序号）。（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是___________________________________________。（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是______________。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3)，其中硅元素的化合价是______________。（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是________________________________________________________。将钢锭轧成钢板，体现了金属的______________性。（5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式：______________________________________________________。1．【答案】A【解析】Fe3O4、MnO2、CuO都是黑色固体，Fe2O3是红棕色固体，故选A。2．【答案】A【解析】A、赤铁矿主要成分是氧化铁；B、磁铁矿主要成分是四氧化三铁；C、菱铁矿主要成分是碳酸亚铁；D、黄铜矿主要成分是硫化亚铁铜。故选A。3．【答案】C【解析】A、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，错误；B、在金属活动性顺序中，铜位于氢的后面，不能与稀盐酸或稀硫酸反应，即铜片放入稀硫酸中，无气泡产生，错误；C、镁条在空气中燃烧，发出耀眼白光，生成一种白色固体，正确；D、一氧化碳还原氧化铁，固体粉末由红色变为黑色，错误。故选C。点睛：氧气的浓度不同，燃烧的现象可能不同；氧气的量不同，生成物也可能不同。4．【答案】C5．【答案】D【解析】A、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，装置末端处添加尾气处理装置，目的是防止一氧化碳污染空气，正确；B、因为一氧化碳具有可燃性，如果玻璃管中有空气，在加热的情况下可能引起爆炸，故实验开始要先通入一氧化碳至空气排完，再加热药品，正确；C、氢氧化钙溶液与二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以可以用石灰水来检验产生的CO2气体，正确；D、Fe和Fe3O4都能被磁铁吸引，错误。故选D。6．【答案】B【解析】二氧化碳、氧气都不与氧化铜反应，也不能燃烧。氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水，水和石灰水中的氢氧化钙不反应，所以澄清石灰水不变浑浊。一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以澄清石灰水变浑浊，一氧化碳不与氢氧化钙反应，也不溶于水，所以P处出来的气体是剩余的一氧化碳，点燃条件下一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳。故选B。7．【答案】D【解析】A、工业炼铁的主要设备为高炉，正确；B、工业炼铁的主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等，正确；C、工业炼铁的主要产物为生铁，是一种铁合金，属于混合物，正确；D、工业炼铁的主要原理为利用一氧化碳的还原性还原出铁矿石中的铁，错误。故选D。8．【答案】A【解析】A、炼铁的主要原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2，正确；B、乙图炼铁中原料焦炭的作用不是只提供热量，还提供还原剂，故B错误；C、甲图中实验开始时应先点燃尾气酒精灯，再点燃加热氧化铁的酒精喷灯，故C错误；D、两图中得到的铁是完全不相同的，甲中得到的是铁，乙中得到的是生铁，故D错误。故选A。9．【答案】（1）4CO+Fe3O43Fe+4CO2（2）澄清石灰水变浑浊（3）除去尾气中CO（4）充分反应后，玻璃管中剩余固体的质量10．【答案】（1）B（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2①160②1178.9【解析】（1）合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；铝为金属单质，不是合金。（2）氧化铁和CO高温下反应生成二氧化碳和铁，则反应的化学方程式为Fe2O3+3CO3CO2+2Fe；①Fe2O3的相对分子质量是56×2+16×3=160；②2000t含氧化铁80%的赤铁矿中，其氧化铁的质量是2000t×80%=1600t；设理论上可炼出含铁96%的生铁质量为x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160

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