金属资源的利用 (3)

课题3 金属资源的利用和保护例题精讲【例题1】常见的铁矿石主要有：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成份Fe3O4）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）。请你从多角度分析这几种矿石哪些不适合用来炼铁？【评析】根据化学式的计算， Fe2O3 、Fe3O4、FeCO3、FeS2中含铁的质量分数分别为70%、72.4%、48.3%、46.7%，黄铁矿及菱铁矿中铁的质量分数都较小，并且黄铁矿中含有硫元素，在炼铁的过程中，很有可能形成二氧化硫气体，排放到空气中引起空气污染，所以上述黄铁矿及菱铁矿不适合用来炼铁。【答案】通过化学式计算，黄铁矿及菱铁矿中铁的质量分数都较小，并且黄铁矿中含有硫元素，在炼铁的过程中，很有可能形成二氧化硫气体，排放到空气中引起空气污染，所以上述黄铁矿及菱铁矿不适合用来炼铁。【例题2】用500t含氧化铁质量分数为70%的赤铁矿，可以炼出含杂质4%的生铁多少吨？【评析】题目所的500t赤铁矿含有不参加化学反应的杂质，需先求出其中参加化学反应的氧化铁的质量。【答案】氧化铁的质量为：500t×70350t设350t氧化铁能生成生铁的质量为xFe2O3+3CO2Fe+3CO2160 112350t x×（1-4%） x255.2t本题还有另一种解法，根据化学式计算。【例题3】全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的十分之一。某学生想弄清楚铁生锈是否必须同时有空气和水，他将干净的铁钉放入A、B、C三支试管中，进行研究。A B C（1）在上图的每支试管中画出并标明所需的物质和用品；（2）一周后，编号为_的试管中铁钉最易生锈；（3）比较吐鲁番盆地和海南岛两地，铁生锈相对较慢的地区是_，理由是 ；（4）如何防止家庭中常见的铁制品生锈，简单易行的方法有（列举二种方法） ， 。 【评析】分析铁生锈的条件要做对比实验，考虑到铁生锈与水、氧气有关，根据提供的图，设计出一个是干燥的空气、一个是有水没有氧气、一个有氧气、有水，一周后，C试管生锈而A、B试管没有生锈，同时又要画图考查了学生的动手能力。运用地理知识，吐鲁番盆地气候干燥少雨，铁制品不容易生锈。【答案】（1）A B C（2）C（3）吐鲁番盆地，气候干燥少雨。（4）保持铁制品的干燥和洁净，擦干后涂油等。（其他方法也可）知识训练基础知识训练1.地壳中含量最多的金属元素（ ） A.铁 B.氧 C.硅 D.铝2.下列物质中不能由金属与盐酸直接反应制得的是（ ） A.氯化镁 B.氯化锌 C.氯化铁 D.氯化铝3盐酸与生铁反应，当生铁反应完毕后，烧杯里留有少量黑色物质，其主要物质为（ ） A.氧化铁 B.四氧化三铁 C.碳 D.铁粉4.不锈钢中除了铁之外，其余的两种主要的金属元素是（ ） A.镍、铬 B.锰、铬 C.铬、钨 D.锰、钨5铁在一定条件下容易生锈，下列有关铁生锈的叙述错误的是（ ）A.铁生锈一定伴随着物理变化 B.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化C.铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁D.铁生锈时，会有难以察觉的热量放出6.下列矿石的主要成分表达错误的是A.黄铁矿(FeS2)B.菱铁矿(FeCO3)C.黄铜矿(CuFeS2) D.辉铜矿(CuS)7.在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是（ ）A.增大硬度防止撞坏B.增大厚度防止磨损C.防止铁生锈且美观D.美观和杀菌消毒作用8. 还原铁的某氧化物2.16g，可以得到1.68g铁。则该种铁的氧化物的化学式为（ ） A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.FeCO39.如图所示，大试管中是螺旋状光亮的铁丝，把试管倒插在水中放置一段时间，观察到铁丝表面有_生成，试管内水面将_，产生这一现象的原因是_。根据铁生锈的条件，填写出下列铁制品防锈的方法：（1）钢锯条_；（2）自行车车架_；（3）自行车车把_；（4）脸盆 _ ；（5）不锈钢楼梯扶手_；（6）铁制自来水管_。10.若赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%，600t这样的赤铁矿可以炼出含碳等其它质量分数为7%的生铁多少吨？综合提高训练1.下列各项比较中，正确的是（ ）A.含碳量：生铁钢 B.含铁量：Fe2O3FeOC.地壳中元素含量：FeAl D.韧性：生铁钢2等质量的镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应完全后，产生氢气的情况如图所示，其中表示铁与稀硫酸反应的是（ ）A.b B.a C.d D.c3将燃着的镁伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，发生的反应方程式为2Mg+CO22MgO+C，下列叙述错误的是（ ）A.该反应中镁发生了氧化反应 B.该反应中二氧化碳是还原剂C.该反应属于置换反应 D.镁着火时不能用二氧化碳灭火剂扑灭4下列关于生铁和钢的描述中，正确的是（ ）A生铁和钢都是混合物，其主要成份都是碳 B生铁硬而有韧性，既可以铸又可煅C生铁与钢的性能由很大的差别，主要是由于生铁和钢中的含碳量不同D钢是用铁矿石和焦炭作原料炼制而成的5. 通过对金属和金属材料的学习，你认为下列做法正确的是A.将硫酸铜溶液盛放在铁桶里B.要制取2 g氢气，用56 g生铁与足量的稀硫酸反应C.将裸露的铁管埋在潮湿的土里D.将锌镀在铁的表面，以保护铁不受腐蚀6.把A、B两块质量相等的铁片分别放进盛有等质量，等质量分数的盐酸和硫酸的两个烧杯中，两烧杯分别放在一天平的左右两个托盘上。充分反应后铁片都有剩余，则天平指针（ ）A.偏向盐酸一边B.偏向硫酸一边C.无法判断D.天平平衡7. 将30g某合金粉末与足量的稀硫酸发生反应，生成1g氢气，这种合金的成分可能组成是（ ）A镁和铁 B铁和锌 C铝和镁 D锌和铝8.写出有关的化学反应方程式，并注明反应类型。（1）铝很难从矿物中提取出来，因此利用电解氧化铝的方法得到金属铝。_，反应类型_；（2）古代湿法炼铜，“曾青的铁则化为铜”_，反应类型_；（3）法医常用锌和盐酸混合在一起，检验是否砒霜中毒，砒霜的主要成分为As2O3，若试样中有砒霜，则反应生成砷化氢（AsH3），氯化锌和水。写出其反应的化学方程式：_；（4）在潮湿的空气中，铜也能与空气中的二氧化碳、氧气、水等发生反应生成铜绿。_，反应类型_；（5）一氧化碳在高温下与铁矿石里的氧化铁(Fe2O3)反应，生成铁和二氧化碳，化学反应方程式为是_，其中还原剂是_。（6）钛（Ti）因为具有许多神奇性能而越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与许多常见的非金属单质反应，钛是航空、宇航、军工、电力等方面的必需原料，地壳中含钛矿石之称金红石（TiO2），目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合在高温条件下通入氯气制TiCl4和一种可燃性气体，该步发生反应的化学方程式是_ _，该反应的还原剂是_。第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。此反应的化学方程式_ 。如何由上述所得产物中获得纯净的金属钛？简述主要实验步骤并写出有关反应的化学方程式 。9.浓硫酸和铜再加热的条件下能发生反应：Cu+2H2SO4CuSO4+2H2O+SO2。有人设计了两种用铜屑制取硫酸铜的方案；CuCuSO4； CuSO4这两种方案中，你认为那种方案较好？为什么？10.如果将一枚质量为12.8g的生锈的铁钉放入盛有87.2g稀硫酸的烧杯中，开始时铁钉表面的铁锈逐渐溶解，溶液由无色变成_，后来铁钉表面有_产生，溶液又逐渐变成_。如果等到铁钉完全和稀硫酸反应，称量烧杯中所得溶质量为99.6g，请你计算生锈的铁钉中单质铁的质量分数。【中考链接】1、下列各说法正确的是（ ）A在铁板表面镀上一层锌成为白铁，白铁是铁锌合金B铁是地壳中含量最多的金属元素C炼铁高炉炼出来的是生铁不是钢D从高炉排出来的废气，可以直接放空气2、在轮船的金属外壳上铆上一些锌片，专业人士说可以防止锈蚀，保护船体。有人说镀锌铁不容易生锈的原因是：表面镀上一层不活泼的金属锌作为保护膜，这种说法正确吗？3、梦颖同学用实验探究Fe、Mg、Cu等三种金属活动性顺序时，有关反应记录如下：Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Cu + 2HCl 不反应（1）从上述反应中，我获取的信息有： ； 。（2）深入思考，我能说明镁比铁活泼，其依据是 ；如果补充一个实验（用化学方程式表示） ，也能说明镁比铁活泼。（3）我能用金属活动性顺序解释生活中的一些现象，如： 。答案基础知识训练1.D（地壳中的金属含量由多到少是铝、铁、钙，地核中的最多的元素是铁）2.C（铁与稀硫酸或稀盐酸生成硫酸亚铁或氯化亚铁