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课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 铁的冶炼
01 知识管理
1．金属在自然界的存在形式
存在形式：地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如________等有________的形式存在外，其余都以________的形式存在。
2．一氧化碳还原氧化铁的实验
实验原理：用化学方程式表示为________________________________。
实验装置：
实验现象：________色粉末逐渐变成________色，产生一种能使澄清的石灰水________的气体。
注意事项：(1)实验操作顺序：实验时，需先通一氧化碳，直至排净玻璃管内的空气再点燃酒精喷灯，以免发生爆炸；实验完毕，先停止加热，继续通一氧化碳至玻璃管冷却，防止生成的铁被氧化。操作步骤可以巧记为“气→灯→灯→气；前防爆炸、后防氧化”。
(2)尾气的处理：一氧化碳有剧毒，随意排入空气会造成大气污染，所以要进行尾气处理，可采用将一氧化碳燃烧掉或用气囊收集的方法处理。
3．工业炼铁
设 备：________。
原 料：铁矿石、________、石灰石、空气。
原 理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的________将铁从铁矿石中还原出来。
4．含杂质物质的化学方程式的计算
公 式：纯净物的质量分数(又称纯度)＝________________。
注 意：在计算过程中，不论是反应物还是生成物，代入化学方程式进行计算的都必须是纯净物的质量。
02 基础题
1．(葫芦岛中考)把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是( )
A．钢 B．生铁 C．纯铁 D．锰钢
2．工业炼铁的主要原料中，正确的一组是( )
①铁矿石；②焦炭；③一氧化碳；④石灰石；⑤空气
A．①②⑤ B．①②④⑤
C．①③④⑤ D．②③④
3．(重庆中考A卷)工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是( )
A．CO B．Fe2O3
C．CO2 D．Fe
4．用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引起酸雨的是( )
A．辉铜矿(主要成分Cu2S)
B．赤铁矿(主要成分Fe2O3)
C．磁铁矿(主要成分Fe3O4)
D．铝土矿(主要成分Al2O3)
5．(株洲中考)用1 000 t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是( )
A．560 t B．571 t
C．577 t D．583 t
6．在一定条件下，一氧化碳、木炭都能与氧化铜发生反应，下列叙述正确的是( )
A．反应产生的气体都有毒
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B．反应中都有红色固体生成
C．反应类型都是置换反应
D．反应的生成物不同
7．(滨州中考)某化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验，来研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________________________，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式____________________________。
(2)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点燃的酒精灯的目的是________________________________。
03 中档题
8．化学造福人类。如图中金属材料的冶炼和应用体现了人类社会不断发展、进步的是( )
A．①②③④ B．只有②③④
C．只有①③④ D．只有③④
9．将CO通入盛有12 g Fe2O3的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入CO至试管冷却，此时试管内残留固体的质量为9.6 g，则反应生成铁的质量为( )
A．2.4 g B．5.6 g
C．8.4 g D．9.6 g
10．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是( )
A．生铁属于混合物
B．反应过程①是置换反应，②③属于化合反应
C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D．工业炼铁的设备是高炉
11．(北京中考)用“W”形玻璃管进行微型实验，如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．a处红棕色粉末变为黑色
B．a处的反应为CO＋Fe2O3===2Fe＋CO2
C．b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成
D．可利用点燃的方法进行尾气处理
12．某钢铁厂日产含杂质4%的生铁1 000 t，试计算该厂每天至少需含Fe2O3 80%的赤铁矿石多少吨？
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04 实验突破
13．(永州中考)如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。
实验步骤如下：
Ⅰ.连接好装置，并检查装置的气密性；
Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；
Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却。
回答下列问题：
(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为________(填化学式)，B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为____________________________。
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是_________________________________________________________________________。
(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：
①收集多余的CO
②检验并吸收反应生成的CO2
上述说法中正确的是________。
A．只有① B．只有②
C．①和②
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第2课时 金属资源保护
01 知识管理
1．铁制品的锈蚀
生锈条件：铁与________、________同时相接触。
铁锈成分：铁锈的主要成分是________，很
________，不能阻止里层的铁被腐蚀。
2．防止铁生锈的方法
防锈原理：破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品________或________。
防锈方法：(1)保持铁制品表面________。
(2)在铁制品表面____________，如：刷油漆、涂油等。
(3)在铁制品表面镀一层其他金属，如镀耐磨和耐腐蚀的铬。
(4)改变铁的组成和结构，可制成耐腐蚀的________，如不锈钢。
注 意：在温度较高、酸、食盐溶液等环境下，铁生锈速率会加快，如夏天用刀切咸菜，不及时擦干净，刀很快会生锈。
3．金属资源保护
有效途径：(1)防止金属________；
(2)金属的________；
(3)________、________开采矿物；
(4)寻找________。
02 基础题
1．(玉林中考)下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是( )
A．在稀盐酸中 B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中
2．(淮安中考)某博物馆藏有一柄古代铁剑，为防止其生锈，下列做法合理的是( )
A．定期用清水冲洗，除去灰尘
B．放于体验区，让观众触摸
C．用盐水除去铁剑上的锈斑
D．放在充满氮气的展览柜中
3．(扬州中考)为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法不当的是( )
A．在车船的表面喷涂油漆
B．将使用后的菜刀用布擦干
C．洗净铁制品表面的油膜
D．在铁制品表面镀上一层锌
4．(福建中考)下列四支试管中，铁钉锈蚀最快的是( )
5．保护资源、合理利用资源是每个公民的责任。下列叙述不利于保护金属资源的是( )
A．铸铁暖气金属表面刷银粉形成保护层
B．国家加大开采矿物的力度，并鼓励私人到处开采
C．及时除去铁制品表面的铁锈
D．回收废旧的易拉罐
6．(南宁中考)下列措施中，不宜用于博物馆保存枪支大炮等铁制文物的是( )
A．定期用湿布擦拭铁制文物
B．提醒观众不要用手触摸文物
C．保持文物储存室内空气的干燥
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D．在铁制文物表面涂抹一层保护物质
7．某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图所示：
(1)一周后观察，试管①和③中的铁钉无明显变化，试管②中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与________直接接触，其中②中铁钉的A、B、C三处中________处锈蚀最严重。
(2)试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是________________________。
(3)沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是________。
03 中档题
8．金属资源是不可再生资源，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是( )
A．大力开采矿物以保障金属材料的供用
B．提高废旧金属的回收利用率
C．在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀
D．用特种塑料代替金属制造机器的零部件
9．“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( )
A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．对比①②③可以说明铁生锈必须要有水和氧气同时参加
10．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是( )
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与水有关
D．若将a管中注满水会减慢铁的锈蚀
11．(河北中考)某同学根据铜绿的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的( )
A．甲和乙 B．甲和丁
C．乙和丁 D．丙和丁
12. “低碳生活，绿色出行”。下图为潍坊公共自行车。请回答下列问题：
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(1)图中所标示的各部件中，属于金属材料的是________(填序号)。
(2)公共自行车的闸线为钢丝，说明金属具有________性。
(3)车架表面喷漆不仅美观，而且可有效防止与________接触而生锈。防止公共自行车链条生锈的有效措施是________。
(4)公共自行车有些零件选用了铝合金材料，其优点是质量轻、硬度大和________。废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及____________________。
04 实验突破
13．(安徽中考)某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的影响因素”。取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验，回答下列问题。
实验序号
①
②
③
④
实验
温度/℃
25
25
70
70
试剂
稀氨水
稀醋酸
稀氨水
稀醋酸
出现铁锈
所需时间
1天
未见锈蚀
5分钟
1天
未见锈蚀
1分钟
(1)铁锈的主要成分是________(填化学式)。
(2)实验②和④可探究________因素对铁制品锈蚀快慢的影响；欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是________(填实验序号)。
(3)根据表中实验现象得出的结论是________________________________________________________________________(写出1点即可)。
(4)影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外，还有__________(写出1点即可)，请设计实验方案
________________________________________________________________________。
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参考答案
第1课时 铁的冶炼
知识管理
1．金、银 单质 化合物 2.3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 红 黑 变浑浊
3．高炉 焦炭 一氧化碳 ×100%
基础题
1．B 2.B 3.B 4.A 5.C 6.B 7.(1)红色固体变为黑色 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (2)赶尽玻璃管内的空气，防止加热时爆炸 (3)除去多余的CO，防止污染空气
中档题
8．A 9.B 10.B 11.B
12．生铁中纯铁的质量为1 000 t×(1－4%)＝960 t
设需赤铁矿石的质量为x。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
80%×x 960 t
＝ x＝1 714.3 t
答：该厂每天至少需含Fe2O3 80%的赤铁矿石1 714.3 t。
实验突破
13．(1)Fe Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O (2)防止生成的铁被空气中的氧气氧化 (3)C
第2课时 金属资源保护
知识管理
1．水 氧气 Fe2O3 疏松 2.隔绝空气 隔绝水 干燥和洁净 涂一层保护膜 合金 3.锈蚀 回收利用 有计划 合理地 金属的代用品
基础题
1．B 2.D 3.C 4.D 5.B 6.A 7.(1)空气和水 B (2)除去水中的氧气 (3)空气干燥
中档题
8．A 9.B 10.B 11.B 12.(1)②③ (2)延展 (3)空气、水 涂油 (4)耐腐蚀 保护金属资源
实验突破
13．(1)Fe2O3 (2)温度 ①②或③④ (3)其他条件相同的情况下，温度越高，铁制品越容易生锈(或其他条件相同的情况下，酸性试剂中铁制品容易生锈；其他答案合理均可) (4)酸的浓度 常温下，取两支试管，分别加入不同浓度的同种稀醋酸，并放入相同的铁钉，观察出现铁锈所需的时间(其他合理答案均可)
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