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1、第一节第一节 常见的金属材料常见的金属材料第第2课时课时 金属矿物及其冶炼金属矿物及其冶炼1地球上的金属资源广泛地存在于地球上的金属资源广泛地存在于_和和_中，除金、银等少数很不活泼的中，除金、银等少数很不活泼的金属以金属以_形式存在外，其余都以形式存在外，其余都以_形式存在。形式存在。地壳地壳海洋海洋单质单质化合物化合物2(1)工业炼铝常选用铝土矿，其主要成分为工业炼铝常选用铝土矿，其主要成分为_。工业采用电解法冶炼铝，反应的化学方程式为。工业采用电解法冶炼铝，反应的化学方程式为_。Al2O32Al2O3=4Al3O2通电通电你认为最适宜炼铁的矿石是你认为最适宜炼铁的矿石是_，理，理由是由是
2、_。磁铁矿和赤铁矿磁铁矿和赤铁矿这两种铁矿石含铁量高，含硫等有害元素少，这两种铁矿石含铁量高，含硫等有害元素少，便于冶炼，污染少便于冶炼，污染少矿石名称矿石名称赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿菱铁矿菱铁矿黄铁矿黄铁矿主要成分主要成分 _Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2(2)填写下表中矿石的主要成分。填写下表中矿石的主要成分。【解解析析】选选择择铁铁矿矿石石的的基基本本原原则则是是含含铁铁量量高高，便于冶炼，产生的污染物少。便于冶炼，产生的污染物少。3早早在在春春秋秋战战国国时时期期，我我国国就就开开始始生生产产和和使使用用铁铁器器。下列有关铁的冶炼说法中正确的是下列有关铁的冶炼说法中正确的是()
3、A高炉炼出的铁是纯铁高炉炼出的铁是纯铁B高炉炼铁用碳作还原剂还原铁矿石高炉炼铁用碳作还原剂还原铁矿石C高高炉炉炼炼铁铁的的原原料料是是焦焦炭炭、铁铁矿矿石石、石石灰灰石石、空空气气等等D炼铁的过程是把铁矿石转化成纯净的氧化铁炼铁的过程是把铁矿石转化成纯净的氧化铁C【解解析析】高高炉炉炼炼铁铁是是以以CO作作还还原原剂剂还还原原铁铁矿矿石，炼出的是含杂质的生铁。石，炼出的是含杂质的生铁。4【中考中考滨州滨州】某化学兴趣小组利用下图所示装置进行某化学兴趣小组利用下图所示装置进行实验，探究工业炼铁的化学原理，试按要求填空：实验，探究工业炼铁的化学原理，试按要求填空：(1)硬质玻璃管中观察到的现象是硬
4、质玻璃管中观察到的现象是_，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式：写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式：_。红棕色粉末变为黑色红棕色粉末变为黑色Fe2O33CO=2Fe3CO2高温高温(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是实验中首先通入一氧化碳的目的是_。(3)装置中导管末端加一盏点燃的酒精灯的目的是装置中导管末端加一盏点燃的酒精灯的目的是_。排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸处理尾气，防止污染环境处理尾气，防止污染环境【解解析析】(1)一一氧氧化化碳碳还还原原氧氧化化铁铁的的实实验验中中，一一氧氧化化碳碳和和氧氧化化铁铁在在高高温温下下反反应应生生成成铁铁
5、和和二二氧氧化化碳碳，现现象象为为红红棕棕色色粉粉末末变变为为黑黑色色，澄澄清清石石灰灰水水变变浑浑浊浊。(2)实实验验中中先先通通一一氧氧化化碳碳，排排尽尽玻玻璃璃管管内内空空气气后后再再加加热热，防防止止发发生生爆爆炸炸。(3)装装置置中中导导管管末末端端放放一一盏盏燃燃着着的的酒酒精精灯灯，将将未未反反应应的的一一氧氧化碳处理掉，防止污染环境。化碳处理掉，防止污染环境。5请认真阅读课本请认真阅读课本“一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁”的实验，回答下的实验，回答下列问题：列问题：(1)工业炼铁的主要原料是工业炼铁的主要原料是_。(2)工业炼铁的主要原理是在高温下，利用炉内反应生成的工业
6、炼铁的主要原理是在高温下，利用炉内反应生成的_把铁从把铁从_里还原出来。反应的化里还原出来。反应的化学方程式为学方程式为_(以赤铁矿为例以赤铁矿为例)。铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气一氧化碳一氧化碳铁矿石铁矿石3COFe2O3=2Fe3CO2高温高温(3)实验步骤：实验开始时，先实验步骤：实验开始时，先_，后，后_，反应完毕后，先，反应完毕后，先_，继续，继续_。(4)实验现象：玻璃管中红色物质变成实验现象：玻璃管中红色物质变成_色，澄清色，澄清石灰水石灰水_。(5)装置后的酒精灯的作用是装置后的酒精灯的作用是_。通入通入CO加热加热停止加热停止加热通入通入CO至玻璃管冷
7、却至室温至玻璃管冷却至室温黑黑变浑浊变浑浊除去反应剩余的除去反应剩余的CO，防止防止CO污染空气污染空气6【2020凉山凉山】某钢铁厂每天需消耗某钢铁厂每天需消耗5 000 t含三含三氧化二铁氧化二铁76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁含铁98%的生铁的质量是的生铁的质量是_。2 714.3 t【解析解析】设日产含铁设日产含铁98%的生铁的质量为的生铁的质量为x。Fe2O33CO=2Fe3CO2 160 1125 000 t76%x98%计算得：计算得：x2 714.3 t。高温高温7【中考中考福建福建】某钢铁厂采用赤铁矿某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为主要成分为
8、Fe2O3)炼铁，反应原理为炼铁，反应原理为 Fe2O33CO=2Fe3CO2。若该厂日产含铁。若该厂日产含铁 1.4104 t 的生铁，至少需的生铁，至少需要含要含 Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是多少？的赤铁矿的质量是多少？(要求写要求写出计算过程出计算过程)高温高温解：设需要含解：设需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是的赤铁矿的质量是x。Fe2O33CO=2Fe3CO2 160 112 80%x 1.4104 tx2.5104 t答：需要含答：需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是的赤铁矿的质量是2.5104 t。高温高温【解解析析】本本题题考考查查含含杂杂质质物物质质的的化化学
9、学方方程程式式的的计计算算，注意代入方程式计算的量必须是纯物质的质量。注意代入方程式计算的量必须是纯物质的质量。8下列有关高炉炼铁的说法中正确的一组是下列有关高炉炼铁的说法中正确的一组是()高炉中焦炭的作用之一是产生一氧化碳高炉中焦炭的作用之一是产生一氧化碳高炉中焦炭高炉中焦炭的作用之一是供热的作用之一是供热高炉中把铁矿石高炉中把铁矿石(以赤铁矿为例以赤铁矿为例)冶炼成铁的主要反应原理是冶炼成铁的主要反应原理是3C2Fe2O3=4Fe3CO2高炉中把铁矿石高炉中把铁矿石(以赤铁矿为例以赤铁矿为例)冶炼成铁冶炼成铁的主要反应原理是的主要反应原理是3COFe2O3=2Fe3CO2A B C D高温
10、高温高温高温D【解解析析】在在高高炉炉炼炼铁铁中中，焦焦炭炭的的作作用用是是提提供供热热量量并并制制得得还还原原剂剂一一氧氧化化碳碳，虽虽然然所所用用的的原原料料是是焦焦炭炭，但但还还原原铁矿石的却是一氧化碳。铁矿石的却是一氧化碳。C9下列有关一氧化碳还原氧化铁实验的有关说法正确下列有关一氧化碳还原氧化铁实验的有关说法正确的是的是()A实验时，应先点燃酒精喷灯，后通一氧化碳实验时，应先点燃酒精喷灯，后通一氧化碳B实验结束时，应先停止通入一氧化碳，后熄灭酒精实验结束时，应先停止通入一氧化碳，后熄灭酒精喷灯喷灯C用赤铁矿炼铁的主要反应原理是用赤铁矿炼铁的主要反应原理是3COFe2O3=2Fe3CO
11、2D高炉炼铁得到的是纯铁高炉炼铁得到的是纯铁高温高温【解解析析】一一氧氧化化碳碳还还原原氧氧化化铁铁实实验验中中，开开始始时时应应先先通通入入一一氧氧化化碳碳，排排尽尽装装置置内内的的空空气气，后后加加热热；实实验验结结束束时时，应应先先停停止止加加热热，继继续续通通入入一一氧氧化化碳碳至至玻玻璃璃管管冷冷却却至室温；高炉炼铁得到的是生铁。至室温；高炉炼铁得到的是生铁。10下列金属在自然界中主要以单质形式存在的是下列金属在自然界中主要以单质形式存在的是()A镁镁 B铝铝 C金金 D铁铁C11【中考中考重庆重庆】用下列矿石冶炼金属时，排放的废用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引起酸雨的是气容易
12、引起酸雨的是()A辉铜矿辉铜矿(主要成分主要成分Cu2S)B赤铁矿赤铁矿(主要成分主要成分Fe2O3)C磁铁矿磁铁矿(主要成分主要成分Fe3O4)D铝土矿铝土矿(主要成分主要成分Al2O3)A【解解析析】辉辉铜铜矿矿中中含含有有硫硫元元素素，在在冶冶炼炼过过程程中中会会转转化化为二氧化硫排放到空气中，引起酸雨。为二氧化硫排放到空气中，引起酸雨。12【2020德州德州】如图所示是实验室利用一氧化碳还原氧化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，下列说法错误的是铁的装置图。关于该实验，下列说法错误的是()BA实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑实验时可观察到玻璃管中红棕色粉
13、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为了防止污染空气，该实验应增加尾气处理装置【方方法法规规律律】本本题题采采用用实实验验复复现现法法解解答答。一一氧氧化化碳碳还还原原红红棕棕色色氧氧化化铁铁生生成成黑黑色色铁铁粉粉和和二二氧氧化化碳碳，实实验验时时可可观观察察到到玻玻璃璃管管中中红红棕棕色色粉粉末末逐逐渐渐变变黑黑，A 正正确确；一一氧氧化化碳碳还还原原氧氧化化铁铁生生成成铁铁和和二二氧氧化化碳碳，反反应应后
14、后玻玻璃璃管管中中固固体体物物质质的的质质量量减减少少，B 错错误误；二二氧氧化化碳碳可可以以使使澄澄清清石石灰灰水水变变浑浑浊浊，试试管管中中澄澄清清石石灰灰水水变变浑浑浊浊，说说明明有有二二氧氧化化碳碳生生成成，C正正确确；一一氧氧化化碳碳有有毒毒，为为了了防防止止污污染染空空气气，该实验应增加尾气处理装置，该实验应增加尾气处理装置，D 正确。正确。13【中考中考眉山眉山】某化学兴趣小组用下图所示装置某化学兴趣小组用下图所示装置探究炼铁原理，下列关于该装置和反应过程的探究炼铁原理，下列关于该装置和反应过程的描述错误的是描述错误的是()CA盛装药品前应先检查装置气密性盛装药品前应先检查装置气
15、密性B加热前要先通加热前要先通CO，加热后，加热后B中出现浑浊中出现浑浊C已知方框中连接的是已知方框中连接的是C和和D，导管口的连接顺序为，导管口的连接顺序为abcdD这种方法这种方法“炼炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳成上最大的区别是不含碳【解解析析】一一氧氧化化碳碳难难溶溶于于水水，长长导导管管是是出出水水管管，导管口的连接顺序应为导管口的连接顺序应为acbd，C错误。错误。14【中考中考厦门厦门】用如图所示装置完成以下实验：用如图所示装置完成以下实验：(1)探究燃烧条件：若探究燃烧条件：若B处盛放木炭。处盛放木炭。.先在先在A处通入氮气一
16、段时间后，在处通入氮气一段时间后，在B处加热，处加热，B、C处没有明显变化；处没有明显变化；.待待B处冷却至室温，在处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，处通入氧气一段时间后，B、C处没有明显变化；处没有明显变化；.在在A处继续通入氧气，然后在处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭处加热，发现木炭燃烧，燃烧，C处变浑浊。处变浑浊。与与对比，说明燃烧的条件之一是对比，说明燃烧的条件之一是_；与与对比，说明燃烧的条件之一是对比，说明燃烧的条件之一是_。与氧气接触与氧气接触温度需达到可燃物的着火点温度需达到可燃物的着火点(2)模拟工业炼铁：若模拟工业炼铁：若B处盛放氧化铁粉末。在处盛放氧化铁粉末
17、。在A处通入一氧处通入一氧化碳一段时间后，化碳一段时间后，B处下方用酒精喷灯加热，处下方用酒精喷灯加热，B处可观察处可观察到的现象为到的现象为_，尾气处理的方法为，尾气处理的方法为_。自然自然杂志刊载杂志刊载“绿色炼铁绿色炼铁”技术：技术：电解熔融的氧化铁得到铁和氧气，该反应的化学方程式电解熔融的氧化铁得到铁和氧气，该反应的化学方程式为为_，该炼铁技术另，该炼铁技术另一种产物的用途为一种产物的用途为_。红色粉末变为黑色红色粉末变为黑色点燃或收集点燃或收集作助燃剂作助燃剂(合理即可合理即可)2Fe2O3=4Fe3O2通电通电15某工厂要用赤铁矿来冶炼生铁，若要炼制含铁某工厂要用赤铁矿来冶炼生铁，
18、若要炼制含铁96%的生铁的生铁63 t，假设在炼制过程中损失，假设在炼制过程中损失10%的的铁元素，则理论上需要含杂质铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的的赤铁矿石的质量为质量为()A120 t B108 t C96 t D84 tA【解解析析】设设需需要要含含杂杂质质20%的的赤赤铁铁矿矿石石的的质质量量为为x。x(120%)562/160100%(110%)63 t96%，解得，解得x120 t。16还原某铁的氧化物还原某铁的氧化物2.16 g，可以得到，可以得到1.68 g铁。则铁。则这种铁的氧化物的化学式为这种铁的氧化物的化学式为()AFeO BFe2O3 CFe3O4 DFe
19、CO3A【方方法法规规律律】本本题题可可用用排排除除法法解解答答。首首先先根根据据要要确确定定的的是是铁铁的的氧氧化化物物的的化化学学式式，故故可可排排除除D项项；然然后后根根据据铁铁的的氧氧化化物物中中，铁铁、氧氧元元素素的的质质量量比比来来确确定定氧氧化化物物的的化化学学式式。由由题题目目已已知知条条件件可可知知，2.16 g铁铁的的氧氧化化物物中中含含1.68 g铁铁，则则氧氧元元素素的的质质量量为为2.16 g1.68 g0.48 g，若若设设该该氧氧化化物物的的化化学学式式为为FexOy，则则x y1.68 g/56 0.48 g/161 1，故故该铁的氧化物的化学式为该铁的氧化物的
20、化学式为FeO。17某钢铁厂每天消耗某钢铁厂每天消耗4 000 t含含Fe2O3 80%的赤铁矿的赤铁矿石，该钢铁厂理论上可日产含石，该钢铁厂理论上可日产含Fe 98%的生铁质的生铁质量是多少？量是多少？(用两种方法计算用两种方法计算)方法一：方法一：方法二：方法二：方法一：方法一：解：设可日产含解：设可日产含Fe 98%的生铁质量为的生铁质量为x。4 000 t80%562/160100%x98%解得：解得：x2 285.7 t答：可日产含答：可日产含Fe 98%的生铁的生铁2 285.7 t。方法二：方法二：解：设可日产含解：设可日产含Fe 98%的生铁质量为的生铁质量为x。3COFe2O
21、3=2Fe3CO2 160 112 4 000 t80%x98%解得解得x2 285.7 t答：可日产含答：可日产含Fe 98%的生铁的生铁2 285.7 t。高温高温18【中考中考武威武威】AH都是初中化学中常见的物质，都是初中化学中常见的物质，已知已知B为黑色固体，为黑色固体，D为红色固体单质，为红色固体单质，F为红色固为红色固体，它们的转化关系如图所示。请回答：体，它们的转化关系如图所示。请回答：(1)物质物质B、E的化学式分别为的化学式分别为B _，E _。CuOCO(2)反应反应、的化学方程式分别为的化学方程式分别为_、_、_；写出一个能；写出一个能实现反应实现反应的化学方程式：的化
22、学方程式：_。C2CuO=2CuCO2高温高温CO2C=2CO高温高温3COFe2O3=2Fe3CO2高温高温FeCuSO4=FeSO4Cu(合理即可合理即可)(3)反应反应、的基本反应类型是否相同？的基本反应类型是否相同？_。不同不同【方方法法规规律律】本本题题采采用用切切入入法法解解答答，切切入入点点为为物物质质的的特特殊殊颜颜色色及及反反应应关关系系。由由B为为黑黑色色固固体体，D为为红红色色固固体体单单质质，结结合合反反应应的的关关系系，可可推推知知D为为Cu，同同时时反反应应的的条条件件为为高高温温，可可推推知知A可可能能为为碳碳，B为为CuO，则则生生成成的的C为为CO2，再再结结
23、合合反反应应，即即为为CO2与与C在在高高温温条条件件下下反反应应，生生成成的的E应应为为CO，反反应应中中，E(CO)与与红红色色固固体体F在在高高温温条条件件下下反反应应得得到到G，从从反反应应条条件件及及F的的颜颜色色可可推推知知该该反反应应为为CO还还原原Fe2O3，则则G为为Fe，反反应应即即为为Fe置置换换铜铜盐盐中中的的铜铜，从而验证了从而验证了D为铜。为铜。19【2020遵义遵义】用一氧化碳还原氧化铁的实验中，用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是：转化为铁的具体过程是：Fe2O3 Fe3O4 FeOFe。已知铁的氧。已知铁的氧化物除化物除Fe2O3外，其
24、余均为黑色。下列说法正确的外，其余均为黑色。下列说法正确的是是()400500 600680 700800 DA装置中漏斗的作用是防止发生倒吸装置中漏斗的作用是防止发生倒吸B通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁C该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变未改变D当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是时，固体成分是Fe3O4和和FeO【解解析析】一一氧氧化化碳碳有有毒毒，倒倒置置漏漏斗斗的的作作用用是是使使CO2 被被充充分分吸吸收收，点点燃燃
25、过过量量的的一一氧氧化化碳碳，防防止止污污染染空空气气，A 错错误误；随随着着反反应应的的进进行行，玻玻璃璃管管中中的的粉粉末末由由红红色色逐逐渐渐变变为为黑黑色色，通通过过实实验验现现象象不不能能判判断断氧氧化化铁铁是是否否完完全全转转化化为为铁铁，因因为为铁铁、四四氧氧化化三三铁铁和和氧氧化化亚亚铁铁均均为为黑黑色色固固体体，B错错误误；一一氧氧化化碳碳在在空空气气中中点点燃燃生生成成二二氧氧化化碳碳，其其中中氧氧气气为为单单质质，氧氧元元素素化化合合价价为为0价价，生生成成物物二二氧氧化化碳碳中中氧氧元元素素化化合合价价为为2价，化合价发生变化，价，化合价发生变化，C错误；错误；Fe2O
26、3、Fe3O4 和和FeO中铁元素的质量分数分别为中铁元素的质量分数分别为 100%70%、100%72.4%、100%77.8%，当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为 74%时，此时，此时固体成分是时固体成分是 Fe3O4 和和FeO，D正确。正确。20【改编改编沈阳沈阳】人类制得并利用金属有着悠久的历史：人类制得并利用金属有着悠久的历史：(1)利用孔雀石冶炼铜的主要反应：利用孔雀石冶炼铜的主要反应：Cu2(OH)2CO3=2CuOH2OCO2，该反应的类型是，该反应的类型是_(填填“化合化合”“分解分解”或或“复分解复分解”)反应；反应；高温高温分解分解2CuOC=2CuCO2，该反应前后铜元素化，该反应前后铜元素化合价发生的变化是合价发生的变化是_。高温高温由由2价价0价价(2)高炉炼铁的主要反应过程如下：高炉炼铁的主要反应过程如下：请写出对应的化学方程式：请写出对应的化学方程式：_；_；_。CO2=CO2高温高温CO2C=2CO高温高温Fe2O33CO=2Fe3CO2高温高温(3)冶炼金属铝的主要反应为冶炼金属铝的主要反应为2Al2O3=4Al3O2，该反应的条件是，该反应的条件是_。通电通电通电通电