8.3\o"8.3金屬資源的利用和保護(hù)"金屬資源的利用和保護(hù)（原卷版）考點直擊考點直擊典例分析＋變式訓(xùn)練典例分析＋變式訓(xùn)練考點1一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵是一個非常重要的典型實驗，具體的有關(guān)內(nèi)容如下：

1、化學(xué)反應(yīng)方程式是Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2。

2、實驗裝置如圖所示：．

3、實驗步驟是：（1）反應(yīng)前，先通一段時間一氧化碳，然后再加熱（目的是為了盡可能的排凈玻璃管內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與其中的空氣混合后，被點燃發(fā)生爆炸）；（2）反應(yīng)后，先撤走并熄滅酒精燈，等固體冷卻后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管內(nèi)，使其炸裂；也為了使固體冷卻，防止剛還原出來的鐵再次被氧化）。

4、實驗現(xiàn)象是紅棕色的粉末逐漸變?yōu)楹谏勰?，澄清石灰水逐漸變渾濁（如果點燃尾氣，能夠燃燒并發(fā)出藍(lán)色火焰）．

5、尾氣處理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空氣中，會造成污染；所以在有關(guān)一氧化碳的實驗時，都需要注意尾氣的處理，常用點燃或收集的方法：①點燃，使CO變成無毒的CO2；②在導(dǎo)管末端系一個氣球或用排水法將尾氣收集起來。6、酒精噴燈的作用是提供高溫（如果用酒精燈，則加金屬網(wǎng)罩，金屬網(wǎng)罩可以集中火焰，提高溫度）【典例1-1】實驗室里，用如圖所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質(zhì)．關(guān)于該實驗，下列說法錯誤的是（）A．實驗時，先加熱，再通入一氧化碳 B．為了減少空氣污染，應(yīng)增加尾氣處理裝置 C．實驗結(jié)束時，應(yīng)該先熄滅酒精燈，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷卻 D．實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應(yīng)有二氧化碳生成【典例1-2】某同學(xué)使用如圖所示裝置進(jìn)行一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的實驗，請回答有關(guān)問題：（1）網(wǎng)罩的作用是。（2）實驗前先通入一段時間CO氣體的目的是。（3）請寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：?！咀兪?-1】利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是（）A．反應(yīng)前后Fe元素的化合價由+2價變?yōu)?價 B．充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色 C．b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2 D．可用水吸收尾氣中的CO【變式1-2】如圖為CO還原Fe3O4并檢驗氣體產(chǎn)物的微型裝置圖，已知甲酸（HCOOH）具有揮發(fā)性，在熱的濃硫酸中分解生成一氧化碳和水，則W形管B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；NaOH固體的作用是；處理尾氣的一種方法是（任寫一條即可）?？键c2鐵和常見金屬的冶煉方法一、鐵的冶煉：1、常見的礦石：赤鐵礦:主要成分Fe2O3；磁鐵礦:主要成分Fe3O4；鋁土礦:主要成分Al2O3；2、工業(yè)上煉鐵設(shè)備：高爐（1）煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣（2）反應(yīng)原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）焦炭的作用：=1\*GB3①提供熱量（C+O2CO2）；=2\*GB3②生成CO（C+CO22CO）（焦炭雖具有還原性，但是CO氣體具有流動性，與鐵礦石接觸更充分）（4）石灰石的作用：將礦石中的二氧化硅變?yōu)闋t渣。（5）生產(chǎn)產(chǎn)物：生鐵（具有較多雜質(zhì)），密度大于爐渣，故出鐵口在出渣口下方。（6）高爐氣體的主要成分：N2、CO、CO2等；處理方法：收集后集中處理，或工業(yè)生產(chǎn)中常用于制煤氣。二、常見金屬的冶煉方法主要有以下5種：

1、電解法，主要使用于金屬活動順序表中鈉至鋁之間的金屬的冶煉；例如，鈉的冶煉：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；鎂的冶煉：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑；鋁的冶煉：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；

2、熱還原法，主要使用于金屬活動順序表中鋅至銅之間的金屬的冶煉；例如（1）用H2作還原劑（優(yōu)點：得到的金屬較純，污染小，但價格較貴），如H2+CuO?Cu+H2O；（2）用C（焦炭、木炭）、CO作還原劑（火法冶金；缺點：易混入雜質(zhì)，污染空氣），如C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuO?Cu+CO2，C+ZnOZn+CO↑（我國是世界上冶煉鋅最早的國家，明朝宋應(yīng)星在《天工開物》一書中有記載），3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑、3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（3）用Al作還原劑（鋁熱劑）冶煉難熔的金屬，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；（4）用Na、Mg等活潑金屬作還原劑冶煉Ti等現(xiàn)代的有色金屬，即4Na+TiCl4（熔融）Ti+4NaCl、2Mg+TiCl4（熔融）Ti+2MgCl2（鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料）；

3、加熱法（即用加熱其氧化物或鍛燒其硫化物的方法），主要使用于Hg、Ag等不活潑金屬的冶煉；如：2HgO?Hg+O2↑、HgS+O2?Hg+SO2↑、2Ag2O?4Ag+O2↑；

4、置換法（濕法冶金），即根據(jù)金屬的活動性順序表的應(yīng)用，利用排在金屬活動性順序中前面的金屬把排在后面的金屬從其鹽溶液里置換出來；例如，F(xiàn)e+CuSO4=FeSO4+Cu；2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；

5、物理提取法，主要使用于提取Pt、Au等極不活潑的金屬，由于它們在自然界中以單質(zhì)形式存在，且密度很大，用多次淘洗法去掉礦粒、泥沙等雜質(zhì)，便可得到。【典例2-1】工業(yè)用赤鐵礦煉鐵，相關(guān)說法正確的是（）A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4 B．高爐中焦炭的作用只是利用其燃燒提供熱量 C．產(chǎn)品生鐵的含碳量比鋼小 D．石灰石主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變成爐渣【典例2-2】（1）請在方框內(nèi)填入相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式。（2）寫出步驟①②③的化學(xué)方程式：①C+O2CO2；②CO2+C2CO；③3CO+Fe2O32Fe+3CO2；【變式2-1】下列變化過程不屬于金屬冶煉的是（）A．電解氧化鋁 B．鐵在氧氣中燃燒 C．金屬氧化物與焦炭在高溫下反應(yīng) D．高溫下CO還原CuO【變式2-2】工業(yè)上用閃鋅礦（主要成分是ZnS、FeS）冶煉鋅，主要流程如圖：焙燒爐中，ZnS轉(zhuǎn)化為ZnO．2ZnS+3O2═2ZnO+2SO2（1）酸浸渣的主要成分是鐵酸鋅（ZnFe2O4），其中鐵元素的化合價為，鐵酸的化學(xué)式。（2）酸浸渣的主要成分是鐵酸鋅（ZnFe2O4）。底吹爐中，主要發(fā)生如下反應(yīng)：①3ZnFe2O4+C2Fe3O4+3ZnO+CO↑②ZnFe2O4+CO2FeO+ZnO+CO2③在高溫條件氧化鋅和一氧化碳反應(yīng)生成鋅蒸汽。反應(yīng)①～③中，化合價發(fā)生改變的元素有，寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式。考點3金屬銹蝕的條件及金屬的防護(hù)

1、金屬銹蝕的條件是金屬要與水、空氣中氧氣或二氧化碳等接觸；初中階段主要是指金屬鐵的銹蝕條件，即鐵與氧氣、水同時接觸就會生銹；2、防止鐵制品生銹（即鐵銹蝕的防護(hù)）的常用措施主要有如下：

（1）用完鐵制品后及時擦洗干凈，置于干燥的環(huán)境，保持其表面的潔凈、干燥；

（2）在鐵制品表面涂上一層保護(hù)膜；例如，機械零件等表面涂油，家用電器、自行車車架、鋼窗等表面刷漆，等等；

（3）在鐵制品表面進(jìn)行烤藍(lán)、煮黑等處理（使其表面形成一層致密的四氧化三鐵薄膜）；例如，鋸條、鏈條等；

（4）在鐵制品表面鍍上一層其他金屬；例如，自行車車把、鋼圈以及門把手和水龍頭等表面上，經(jīng)常鍍鋅、錫或鉻等；

（5）改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將其制成不銹鋼等合金?！镜淅?-1】如圖，通過實驗探究鐵釘銹蝕的條件。下列說法不正確的是（）A．①中甲、乙、丙三處比較，生銹最明顯的地方是丙 B．②中使用煮沸的蒸餾水，目的是除去水中的氧氣 C．②中植物油的作用是隔絕空氣，③中氯化鈣的作用是作干燥劑 D．①②③對比實驗，得出結(jié)論：鐵生銹的主要條件是與空氣、水直接接觸【典例3-2】金屬材料在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。（1）生鐵和鋼都是鐵的合金，其性能不同的原因是。（2）鋼鐵器件噴上油漆，目的是為了防止鐵與和發(fā)生反應(yīng)而生銹。（3）老師帶領(lǐng)同學(xué)們利用數(shù)字化手持技術(shù)探究久置空氣中的金屬鋁和稀鹽酸反應(yīng)時密閉容器內(nèi)壓強和溫度隨時間變化的關(guān)系（如圖）。①由圖可知時間為s點時鋁和稀鹽酸反應(yīng)完全。②在0～50s時容器內(nèi)壓強沒有明顯變化的原因是（用化學(xué)方程式表示）。③CD段壓強下降的原因是?！咀兪?-1】證據(jù)推理是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，下列推理正確的是（）A．鐵生銹需要氧氣，所以金屬的生銹都需要氧氣 B．金剛石和石墨都是由碳元素組成的，所以金剛石和石墨性質(zhì)都相同 C．化學(xué)變化一定伴隨著能量的改變，所以有能量改變的變化一定是化學(xué)變化 D．面粉和蔗糖灼燒后都得到黑色物質(zhì)，因此它們是同種物質(zhì)【變式3-2】如圖是一種太陽能電池板示意圖，回答下列問題：（1）圖中有標(biāo)號的材料中，屬于金屬材料的是（填標(biāo)號，下同），含有非金屬單質(zhì)的是。（2）圖中使用了兩種合金。合金與純金屬相比，有許多優(yōu)良性能，如：（寫出1點即可）。（3）“銅絲導(dǎo)線”若長時間裸露在空氣中，則表面會出現(xiàn)一層銅綠（化學(xué)式為[Cu2（OH）2CO3]），它是銅與空氣中的O2、H2O、（填化學(xué)式）共同反應(yīng)的產(chǎn)物。銅綠在加熱條件下會分解生成三種氧化物，請寫出銅綠分解的化學(xué)反應(yīng)方程式：。（4）推廣使用太陽能電池的意義是：（寫出1點即可）?？键c4金屬的回收利用和金屬資源的保護(hù)一、金屬的回收利用及其重要性

金屬的回收利用是指將一些廢棄的金屬材料通過不同的渠道匯集起來，再加工再利用，如圖所示：

2、金屬的回收利用的重要性表現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）節(jié)約能源：回收利用廢舊金屬，不僅可以節(jié)約金屬資源；而且還可以節(jié)約冶煉金屬時所用到的大量的煤等化石燃料和鐵礦石等礦石資源；

（2）減少污染：回收利用廢舊金屬，不僅可以減少金屬廢棄后形成的鎘、汞等引起的水和土壤污染，以及人和動植物的危害；而且還可以減少重新冶煉這些金屬時燃燒燃料和生產(chǎn)過程形成的空氣污染等）。二、金屬資源的保護(hù)

金屬資源的保護(hù)主要有以下四種措施：

1、減緩或防止金屬的腐蝕，常用的方法有：（1）用完鐵制品后及時擦洗干凈，置于干燥的環(huán)境，保持其表面的潔凈、干燥；（2）在鐵制品表面涂上一層保護(hù)膜．例如，機械零件等表面涂油，家用電器、自行車車架、鋼窗等表面刷漆，等等；（3）在鐵制品表面進(jìn)行烤藍(lán)、煮黑等處理（使其表面形成一層致密的四氧化三鐵薄膜）．例如，鋸條、鏈條等；（4）在鐵制品表面鍍上一層其它金屬．例如，自行車車把、鋼圈以及門把手和水龍頭等表面上，經(jīng)常鍍鋅、錫或鉻等；（5）改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將其制成不銹鋼等合金。

2、回收利用廢舊金屬，這樣不僅可以節(jié)約金屬資源，而且還可以減少對環(huán)境的污染；

3、有計劃、合理地開采礦物，嚴(yán)禁不顧國家利益的亂采礦；

4、尋找金屬的代用品，例如，現(xiàn)在經(jīng)常用塑料來代替鋼和其它合金制造管道、齒輪和汽車外殼等?！镜淅?-1】下列有關(guān)資源和能源的敘述中正確的是（）A．石油煉制時，將石油分解可得到不同的產(chǎn)品，使石油得到綜合利用 B．金屬的回收利用是保護(hù)金屬資源的一項措施，世界上已有90%以上的鐵得到回收利用C．我國金屬資源種類比較齊全，礦物儲量也很豐富，可以隨便開采 D．使用最多的金屬材料是鋼鐵【典例4-2】三星堆遺址青銅面具亮相2022年央視春晚。（1）與純銅相比，青銅（銅錫合金）的優(yōu)良性能有（寫一種即可）。（2）我國的青銅文化歷史悠久。在漢代許多著作里有記載“石膽（主要成分為硫酸銅）能化鐵為銅”，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）銅制品長期暴露在空氣中能與空氣中的O2、H2O及反應(yīng)生成銅銹【主要成分是Cu2（OH）2CO3】?！咀兪?-1】下列關(guān)于資源、能源的敘述正確的是（）A．地球上的總水儲量很大，淡水儲藏量也很大 B．防止金屬銹蝕，是保護(hù)金屬資源的途徑之一 C．空氣是一種寶貴的資源，其中氧氣含量最多 D．可燃冰是純凈物，可以直接大量開采【變式4-2】大連灣海底隧道的建設(shè)需大量鋼材。（1）自然界中的鐵元素主要以（“單質(zhì)”或“化合物”）的形式存在。（2）生鐵和鋼是兩種鐵合金，從組成上看，二者的不同。用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵的化學(xué)方程式為。（3）鐵制品涂油能防銹的原理是。回收利用廢舊金屬的目的之一是。課堂鞏固訓(xùn)練課堂鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2021?湘潭）下列實驗現(xiàn)象的描述，正確的是（）A．紅磷在氧氣中燃燒產(chǎn)生大量白霧 B．硫在氧氣中燃燒產(chǎn)生微弱的淡藍(lán)色火焰 C．鐵絲在空氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體 D．一氧化碳高溫還原氧化鐵，紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏?．（2021秋?沈河區(qū)期末）如圖進(jìn)行一氧化碳還原氧化鐵的實驗，以下分析錯誤的是（）（已知：①鐵粉、四氧化三鐵、氧化亞鐵均為黑色，且四氧化三鐵具有磁性；②氧化鐵反應(yīng)過程受溫度影響是逐步進(jìn)行的Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe）A．實驗時需要先通入一氧化碳一段時間，才能點燃酒精噴燈 B．B處石灰水用來檢驗并吸收二氧化碳 C．C處點燃酒精燈的作用是處理尾氣防止空氣污染 D．當(dāng)A處固體變黑且被磁鐵吸引，說明發(fā)生了Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的反應(yīng)3．（2021秋?虎林市期末）煉鐵的主要原料是（）A．石灰石、焦炭、生鐵 B．焦炭、氯酸鉀、二氧化錳 C．石灰石、焦炭、鐵礦石 D．鐵礦石、氧氣、二氧化錳4．（2021?岳陽模擬）西漢時期已經(jīng)發(fā)現(xiàn)濕法冶銅的方法是（）A．氫氣還原氧化銅 B．木炭還原氧化銅 C．一氧化碳還原銅 D．鐵從銅鹽溶液中置換出銅5．（2021?邵陽模擬）下列金屬制品最易銹蝕的是（）A．鐵制農(nóng)具擦洗干凈后長期存放在室外 B．長期放置后表面變暗的鋁制品 C．經(jīng)常在表面涂油的大型鋼制機械 D．涂上防銹漆后的“遼寧”號航母艦體外殼6．（2021?秀英區(qū)校級一模）如圖實驗，放置1﹣2周時間后，裝置中能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A．鐵絲不變化B．試管中的液面不變化 C．鐵絲逐漸消失D．試管中的液面上升7．（2021?邵陽）2021年5月29日，“天舟二號”的成功發(fā)射彰顯了中國航天的力量，在航天科技中會用到大量金屬材料。下列有關(guān)金屬材料的說法錯誤的是（）A．黃銅的硬度比純銅的大 B．生鐵的含碳量比鋼的高 C．生銹的鐵制品沒有回收價值 D．鋁合金被廣泛用于火箭、飛機、輪船等制造業(yè)8．（2022?荊門模擬）關(guān)于金屬的說法中。錯誤的是（）A．大多數(shù)合金的抗腐蝕性能，比組成它們的純金屬要好 B．鐵制品比鋁制品更容易銹蝕，是因為鐵的金屬活動性比鋁強 C．銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但銅放置在潮濕的空氣中也會被腐蝕 D．錫制成錫箔是利用了錫具有的良好的延展性二、填空題。9．（2022?洛陽二模）如圖是某興趣小組設(shè)計的一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置。（1）在B裝置的液面下降到安全線之前不能加熱氧化鐵，是因為。（2）反應(yīng)過程中長直玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）實驗中B裝置的作用是。10．（2022春?蕭縣月考）已知某金屬X有下列相關(guān)信息：①它的主要礦物的化學(xué)成分是X2O3；②它主要通過熱還原法冶煉而成；③它的年產(chǎn)量居于金屬之首。（1）據(jù)此推斷X是：。（2）冶煉時需要加入焦炭，焦炭所起的作用是：、。（3）工業(yè)煉鐵煉出的產(chǎn)品是（填“純鐵”、“生鐵”或“鋼”），檢驗產(chǎn)物中有鐵的方法是。11．（2022?宜昌模擬）鈦（Ti）是航空、軍工、電力等領(lǐng)域的重要原材料。地殼中的含鈦礦石之一是金紅石（主要成分是TiO2），是冶煉鈦的重要原料。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是（流程如圖所示）：（1）第一步：使TiO2與C混合，再通入Cl2，在高溫條件下反應(yīng)，制得TiCl4和CO。請寫出該步反應(yīng)的化學(xué)方程式；（2）第二步：在氬氣的氣流中，高溫下用過量的Mg和TiCl4發(fā)生置換反應(yīng)制得鈦。寫出該步反應(yīng)的化學(xué)方程式：。12．（2021秋?新?lián)釁^(qū)期末）化學(xué)為5G助力。（1）芯片是5G時代的關(guān)鍵元器件。制造芯片的單晶硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，則構(gòu)成單晶硅的粒子是（填“分子”“原子”或“離子”）。（2）基站供電系統(tǒng)的導(dǎo)線多為銅線，使用銅是因為它具有和導(dǎo)電性。（3）承載基站的鐵塔表面涂漆，是為了隔絕和水，從而防止銹蝕。（4）使用人造金剛石薄膜做基體材料，是未來芯片研究的發(fā)展方向，金剛石與石墨物理性質(zhì)有明顯差異的原因是。13．（2021?新寧縣模擬）為充分利用資源，全國各地都在試行垃圾分類回收，有以下生活垃圾：①紙盒；②鋁質(zhì)易拉罐；③雪碧塑料飲料瓶；④銅導(dǎo)線；⑤鍍鋅自來水管可以作為同一類回收的是（填編號），它們屬于（填“金屬”、“非金屬”）12．（2021秋?廣饒縣校級月考）金屬材料在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用．（1）目前世界上已有50%以上的廢鋼鐵得到回收利用，其目的是．A．節(jié)約金屬資源B．合理開采礦物C．防止鋼鐵生銹（2）為防止家里用的菜刀生銹，你可以采取的措施是．（3）將潔凈的鐵釘放入稀鹽酸的中，觀察到溶液變淺綠色，有無色氣泡逸出．寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式．三、計算題。15．（2021?丹東）工業(yè)上用赤鐵礦石（主要成分是氧化鐵）與一氧化碳在高溫條件下冶煉生鐵?，F(xiàn)有400t含氧化鐵80%的赤鐵礦石。求：（1）該礦石中氧化鐵的質(zhì)量。（2）該礦石能冶煉出含雜質(zhì)4%的生鐵的質(zhì)量。（計算結(jié)果精確到0.1）四、推斷題。16．A﹣G是初中化學(xué)中常見的物質(zhì)，其相互反應(yīng)及轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。部分反應(yīng)條件省略。已知A是易于人體血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體，B是赤鐵礦的主要成分，C是相對分子質(zhì)量最小的氧化物，F(xiàn)是最輕的氣體。（1）G的化學(xué)式為。（2）反應(yīng)③的實驗現(xiàn)象是。（3）寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：①