思維導(dǎo)圖課件金屬資源的利用和保護(hù)考情分析考查重點命題角度金屬資源計算用鐵礦石煉鐵的原理、現(xiàn)象、步驟、裝置等金屬銹蝕及防銹金屬資源的利用和保護(hù)根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物和生成物的計算思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖解讀——金屬資源(1)存在：地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中。①在發(fā)現(xiàn)的100多種元素中，有80多種是金屬元素。②由于金屬元素最外層電子數(shù)較少，容易失去電子成為陽離子，所以金屬大多數(shù)都以化合物的形式存在于自然界中。③只有少數(shù)不活潑金屬(Au、Ag等)以單質(zhì)的形式存在于自然界中。(2)地殼中金屬元素的含量并不相同，位于前五位的金屬元素是鋁、鐵、鈣、鈉、鉀。思維導(dǎo)圖解讀——金屬資源(3)礦石①工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。②常見的礦石③我國礦物狀況我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家之一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要地位。名稱主要成分名稱主要成分赤鐵礦Fe2O3鋁土礦Al2O3黃銅礦CuFeS2菱鐵礦FeCO3輝銅礦Cu2S磁鐵礦Fe3O4思維導(dǎo)圖解讀——鐵的冶煉(1)實驗室中鐵的冶煉【實驗原理】在高溫條件下，利用一氧化碳把鐵從其氧化物中還原出來：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2?！緦嶒炑b置】思維導(dǎo)圖解讀——鐵的冶煉【實驗步驟】①檢查裝置的氣密性；②將氧化鐵放入玻璃管中央，固定；③先點燃右端酒精燈；④給玻璃管通入CO氣體；⑤給氧化鐵加熱；⑥停止加熱；⑦待玻璃管冷卻后，停止通CO氣體；⑧蓋滅右邊酒精燈。思維導(dǎo)圖解讀——鐵的冶煉【實驗現(xiàn)象】紅色粉末變?yōu)楹谏?，澄清石灰水變渾濁，尾氣點燃產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰?！緦嶒炞⒁馐马棥竣傧韧ㄈ胍谎趸?xì)怏w，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱后，發(fā)生爆炸；②實驗完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w，直到玻璃管冷卻，防止高溫下的鐵與空氣接觸，被氧化為氧化鐵。同時，實驗過程中還可防止澄清石灰水被倒吸；③尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要收集或點燃，直接排放會污染空氣；④若實驗中沒有酒精噴燈，也可用酒精燈代替，不過要在火焰上加一個金屬網(wǎng)罩，使火力更加集中，提高溫度。思維導(dǎo)圖解讀——鐵的冶煉(2)工業(yè)煉鐵①煉鐵的原料鐵礦石、焦炭和石灰石是煉鐵的主要原料。鐵礦石主要是磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦等。焦炭的作用是提供熱量和產(chǎn)生還原劑，石灰石主要是做熔劑，除去鐵礦石中的SiO2等雜質(zhì)。②煉鐵的原理和設(shè)備在高溫條件下，利用還原劑一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。煉鐵的主要設(shè)備是煉鐵高爐。思維導(dǎo)圖解讀——鐵的冶煉③煉鐵的過程及反應(yīng)a.焦炭燃燒產(chǎn)生熱量并生成還原劑CO。C+O2CO2；CO2+C2COb.氧化鐵被CO還原成鐵。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2c.SiO2與CaCO3分解產(chǎn)生的CaO反應(yīng)生成硅酸鈣。CaCO3CaO+CO2↑；CaO+SiO2CaSiO3思維導(dǎo)圖解讀——鐵的冶煉硅酸鈣是爐渣的主要成分，密度比鐵水小，從出渣口放出?！纠?】工業(yè)上將赤鐵礦煉成鐵是一個復(fù)雜的過程，煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應(yīng)有 (

)①C+O2CO2②Fe2O3+3H22Fe+3H2O③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑⑤CO2+C2COA.②③⑤

B.①③⑤C.①④⑤

D.②③B典例精析【解析】工業(yè)煉鐵是以焦炭、鐵礦石、石灰石、空氣為原料，在高溫條件下利用一氧化碳將鐵從鐵的氧化物中還原出來。在煉鐵高爐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有：焦炭燃燒生成二氧化碳：C+O2CO2，二氧化碳與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳：CO2+C2CO，一氧化碳與鐵礦石反應(yīng)還原出鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。在煉鐵高爐內(nèi)焦炭不會直接與鐵礦石發(fā)生還原反應(yīng)，也沒有氫氣與鐵礦石的反應(yīng)。由此可知，含有②或④的選項不正確，可以排除A、C、D，正確選項為B。典例精析思維導(dǎo)圖解讀——含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)方程式的計算(1)這類計算題在計算時應(yīng)把握以下幾點①化學(xué)方程式所表達(dá)的都是純凈物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時的相互關(guān)系，各化學(xué)式所確定的化學(xué)量，反映的是純凈物之間的數(shù)量關(guān)系。②在現(xiàn)實生活中絕對純凈或理想純凈的物質(zhì)是不存在的，或多或少都含有雜質(zhì)，當(dāng)進(jìn)行計算時所含雜質(zhì)并不遵守該反應(yīng)化學(xué)方程式所遵循的規(guī)律，因此當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時，先要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再進(jìn)行計算。思維導(dǎo)圖解讀——含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)方程式的計算(2)純凈物與含雜質(zhì)物質(zhì)的換算關(guān)系思維導(dǎo)圖解讀——含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)方程式的計算(3)含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)方程式的計算步驟①將含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量換算成純物質(zhì)質(zhì)量。純物質(zhì)的質(zhì)量=含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×純度②將純物質(zhì)質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計算。③將計算得到的純物質(zhì)質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量。

【例2】某課外活動小組，為了檢測本地鋼鐵廠生鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，在實驗室中稱取生鐵屑樣品10.0g放入燒杯中，加入一定量的稀硫酸。加熱，使之充分反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))，然后冷卻、稱量。反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.34g。計算：(1)生鐵樣品中雜質(zhì)的含量。(2)生產(chǎn)100t這種生鐵，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量。典例精析【解析】此題為不純物的計算題。解題關(guān)鍵在于根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定反應(yīng)前后減少的質(zhì)量即為氫氣的質(zhì)量(0.34g)。然后按氫氣的質(zhì)量根據(jù)化學(xué)方程式計算出生鐵的質(zhì)量。第(2)問可以按鐵元素質(zhì)量守恒，根據(jù)化學(xué)式計算，也可以按質(zhì)量比由化學(xué)方程式計算。典例精析【答案】解：(1)設(shè)樣品中雜質(zhì)含量為x。典例精析

【例3】讓我們與小松同學(xué)一起參與以下探究：(1)Cu-Al和Cu-Ag合金外觀相似，小松認(rèn)為只要滴幾滴稀硫酸就可將這兩種合金鑒別出來。你是否同意小松的看法?

(填“同意”或“不同意”)。

(2)小松認(rèn)為只使用AgNO3溶液，就可測定上述

合金中兩種金屬的質(zhì)量比。稱取這種合金9.6g，加入足量AgNO3溶液，充分反應(yīng)后過濾，將所得固體洗滌、干燥后稱其質(zhì)量為17.2g。試計算該合金中兩種金屬的質(zhì)量比。典例精析【解析】(1)Cu-Al和Cu-Ag中的鋁能和酸反應(yīng)，所以滴加酸會冒出氣泡，由此可以鑒別。(2)當(dāng)加入硝酸銀時，由于銅和鋁的活動性都比銀的強(qiáng)，所以，Cu-Al中的各成分不能確定。Cu-Ag合金中只有銅和硝酸銀反應(yīng)，所以可以測定銅、銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。干燥后的固體是原來合金中的銀和銅置換出的銀二者的質(zhì)量和，所以，設(shè)原來合金中銀的質(zhì)量是x，則原來銅的質(zhì)量是9.6g-x，則生成的銀的質(zhì)量是17.2g-x，根據(jù)銅和硝酸銀反應(yīng)的化學(xué)方程式即可計算。典例精析典例精析【答案】解：(1)同意(2)Cu-Ag設(shè)原來合金中銀的質(zhì)量是x，則原來銅的質(zhì)量是9.6g-x，則生成的銀的質(zhì)量是17.2g-xCu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag64

2169.6g-x

17.2g-x 64/(9.6g-x)=216/(17.2g-x)解得x=6.4g則銅的質(zhì)量是9.6g-6.4g=3.2g，所以，合金中銅和銀的質(zhì)量比是3.2g∶6.4g=1∶2。答：合金中銅和銀的質(zhì)量比是1∶2?！究偨Y(jié)提示】此題考查了不純物質(zhì)在化學(xué)方程式中的計算，所以，要將不純物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成純凈物的質(zhì)量再進(jìn)行計算。思維導(dǎo)圖解讀——金屬的腐蝕和防護(hù)(1)金屬的腐蝕①探究鋼鐵銹蝕的條件

試管Ⅰ試管Ⅱ試管Ⅲ實驗裝置

實驗現(xiàn)象鐵釘生銹鐵釘不生銹鐵釘不生銹實驗結(jié)論鐵制品銹蝕的過程，實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，因此鐵制品銹蝕的條件為：鐵與空氣(氧氣)和水(水蒸氣)直接接觸思維導(dǎo)圖解讀——金屬的腐蝕和防護(hù)②鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，同時鋼鐵的純度、環(huán)境的溫度和酸堿性也是影響鐵銹蝕的因素。③鐵銹(主要成分Fe2O3·xH2O)疏松多孔，不能阻止鋼鐵制品內(nèi)部的鐵與氧氣和水繼續(xù)反應(yīng)，直至完全被銹蝕。思維導(dǎo)圖解讀——金屬的腐蝕和防護(hù)要防止金屬制品銹蝕，就要破壞鐵制品銹蝕的條件，具體方法有如下幾種：①在金屬表面覆蓋保護(hù)層——使金屬與空氣、水隔絕，如刷礦物油、油漆、鍍其他金屬等。②保持鐵制品表面的干燥。③改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，制成合金，如不銹鋼就是在鋼中熔合鉻、鎳等金屬制成的。(2)金屬資源的防護(hù)思維導(dǎo)圖解讀——金屬的腐蝕和防護(hù)鐵銹能與稀酸反應(yīng)生成可溶性的物質(zhì)(酸不宜過量)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2OFe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O現(xiàn)象：鐵銹逐漸消失，溶液由無色變成黃色。(3)除銹注意：鐵生銹后如果沒有除銹，會加速鐵的銹蝕，因此鐵制品應(yīng)先除銹后上保護(hù)層?！纠?】下列關(guān)于金屬物品使用的描述中，正確的是 (

)A.鐵制車棚定期噴涂油漆B.在鐵桶中加入硫酸銅溶液和石灰水配制殺菌劑C.常用自來水沖洗自行車可防止生銹D.鋁合金門窗變舊變暗后用砂紙或鋼絲球打磨典例精析A【解析】B中Fe與CuSO4反應(yīng)生成FeSO4和Cu；C做法導(dǎo)致自行車容易生銹；D做法會把鋁表面的致密氧化膜除掉，失去保護(hù)作用，故B、C、D不正確。而鐵制車棚定期噴涂油漆可防止鐵生銹?！纠?】下面是某同學(xué)對鐵部分知識學(xué)習(xí)的過程。(1)對鐵制品生銹的情況調(diào)查：典例精析調(diào)查內(nèi)容掉漆的自行車裸露在混凝土以外的鋼筋涂油的無銹鐵釘鍍鉻鐵質(zhì)剪刀鐵制品銹蝕的現(xiàn)象風(fēng)吹雨淋，時間長了，掉漆的部分會生銹時間長了鋼筋表面出現(xiàn)銹層鐵釘較長時間仍不生銹剪刀較長時間不生銹①從調(diào)查中可知鐵制品生銹的主要條件是

。②提出下列保護(hù)鐵資源的建議，其中正確的是

(填字母)。A.防止鐵制品腐蝕B.回收利用廢舊鐵制品C.任意開采鐵礦石(2)通過鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的實驗來比較鐵和銅的金屬活動性強(qiáng)弱。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。典例精析鐵與潮濕的空氣接觸

AB

Fe+CuSO4FeSO4+Cu【解析】根據(jù)題中給出的條件，推測出鐵生銹的條件是鐵與空氣、水同時接觸。為保護(hù)鐵資源，應(yīng)防止腐蝕，回收利用廢鐵。將鐵放在硫酸銅溶液中，鐵表面有紅色物質(zhì)析出，說明鐵把銅置換出來了。典例精析【例6】李明同學(xué)視力不好，戴了一副眼鏡(銅制眼鏡框)。某日發(fā)現(xiàn)鏡框上出現(xiàn)了綠色物質(zhì)，通過化學(xué)學(xué)習(xí)知道該物質(zhì)為銅銹，主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗稱銅綠)。典例精析【提出問題】銅在什么條件下生銹?李明對此進(jìn)行了探究。【假設(shè)猜想】根據(jù)銅綠的化學(xué)式，猜想銅生銹可能是銅與水、

、

共同作用的結(jié)果?！驹O(shè)計與實驗】借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，李明設(shè)計了“銅片銹蝕條件的探究”，實驗如下圖所示：二氧化碳氧氣【問題討論】(1)實驗較長時間后，發(fā)現(xiàn)

(填編號)試管中光亮的銅片最先生銹。(2)從優(yōu)化實驗的角度考慮，

實驗是多余的，它只考慮了水這個單一的條件。C試管中除光亮的銅片、蒸餾水外，還有另外一種物質(zhì)為

。(3)D試管中除光亮的銅片外，還有的另外兩種物質(zhì)為

、

；從D試管的實驗中