化学九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 3 金属资源的利用和保护课堂检测

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第1课时 炼铁的原理
【学习目标】
1.了解一些常见的铁、铜、铝等矿石
2.认识工业炼铁、炼钢的方法
3.初步学会含杂质物质的有关化学反应计算
【课前作业】
1.金属的存在主要有两种形式：
(1)单质形态：少数化学性质 的金属，以单质形态存在，如 。
(2)化合物形式：绝大多数金属都是以 的形式存在于矿石之中，如赤铁矿、钛铁矿等。
几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表：
2.铁的冶炼原理： ；
3.含杂质的化学反应计算
注意：带入化学方程式计算的数据应是 的质量，即必须把含杂质的物质换算成纯净物。
（1）纯物质的质量=不纯物质的质量× 。
（2）不纯物质的质量=纯物质的质量÷ 。
【课后作业1】
1.自然界中以单质形式存在的金属是（ ）
A．金 B．铁 C．铝 D．铜
2.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)
3.利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是( )
A．反应中Fe元素的化合价由＋2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【课后作业2】
1.根据下列实验装置图，以下说法中错误的是（ ）
A．a处固体由黑色逐渐变为红棕色
B．反应过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊
C．CO有毒，通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气
D．该实验可验证CO的还原性
2.1000t 含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁97%的生铁的质量是( )
A．560t B．571t C．577t D．583t
3.工业上利用赤铁矿石(主要成分是Fe2O3，还含少量SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如图所示,下列说法不正确的是（ ）
A.CaSiO3中硅元素显+4价
B.高炉气体中SO2会形成酸雨,不能直接排放到空气中
C.原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO
D.高炉炼铁的原理是,该反应属于置换反应
4.早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求填空：
(1)为了避免玻璃管在加热时可能发生爆炸，加热前应 。
(2)写出CO还原Fe2O3的化学方程式 。
(3)右侧出口处使用燃着的酒精灯的目的是 。
5.已知甲、乙、丙、X、Y、Z均为初中化学常见物质，甲、乙、丙为氧化物，X、Y、Z为单质，Z为紫红色金属，其转化关系如图所示，其中乙→Y在工业上用于赤铁矿冶炼生铁，部分反应物、反应条件和生成物已略去。回答下列问题：
(1)MnO2中Mn的化合价为 ，写出甲→X的化学方程式 。
(2)有毒气体乙的化学式为_________。
(3)Y→Z的化学反应基本反应类型为___________________，乙→Y与Y→Z的基本反应类型是否相同？_____________________________________，写出一个符合Y→Z的化学方程式：_______________________________________________。
(4)丙为有磁性的黑色固体，则丙→Y的化学方程式为______________________。
第2课时 金属资源的利用和保护
【学习目标】
1.认识导致钢铁锈蚀的因素，知道防止金属锈蚀的方法；
2.认识废旧金属对环境的影响及回收废旧金属的的重要性，树立环境保护意识。
【课前作业】
1.铁制品锈蚀的条件
（1）铁制品锈蚀的过程，是铁与空气中的 等发生化学反应的过程。
（2）铁锈与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
2.防止金属生锈的方法 。
3.金属资源的保护：（1）防止 ；
（2）回收利用 ；
（3）有计划、合理地 ，严禁不顾国家利益的乱采矿；
（4）寻找金属的 。
【课后作业1】
1.菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是（ ）
①切青菜后用清水冲洗②切湿咸菜后未清洗③切肥猪肉后放置。
A．①③② B．③①② C．②①③ D．③②①
2.在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是（ ）
A．擦拭保持洁净与干燥 B．链条上油
C．轮圈镀铬 D．车架喷漆
3.下列关于回收铝饮料罐说法不正确的是（ ）
A．回收铝饮料罐可以节约金属资源
B．回收铝饮料罐可以节约能源
C．回收铝饮料罐可以减少对环境的污染
D．回收一个铝饮料罐比制造一个铝饮料罐要贵
【课后作业2】
1.为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是( )
A．用抗腐蚀性能优异的合金制造航母零部件 B．刷防锈漆
C．船体表面镀一层黄金 D．给某些部位涂油
2.“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水和氧气同时存在
3.如图所示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，塞紧橡胶塞，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空气、水有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
4.实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是( )
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
5.金属防腐是科学研究中的重大课题,某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是________(填字母序号)。
A．未擦干的铁锅 B．涂油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是________。
【探究铁的腐蚀】
(3)该小组用图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约_____(填“40”或“10”)mL刻度处，原因是________________________________________________________。

【拓展探究】
(4)小强同学进行如下实验：取铁钉，用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表所示。
小强同学的实验是探究______________________对铁钉腐蚀快慢的影响，结论________________________________________________________________。
有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是
50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：_______________________________________________________，
改进实验方案证明你的分析：__________________________________________。
参考答案与解析
第1课时 炼铁的原理
【课前作业】
1.(1)很不活泼，金、银
(2)化合物
2. Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2；
3.纯净物（1）物质的质量分数。（2）物质的质量分数。
【课后作业1】
1. A
2. A
【解析】酸雨主要是二氧化硫的过度排放，只有辉铜矿含有硫元素，在辉铜矿冶炼时，会有二氧化硫有害气体排出，故选A
3. C
【解析】氧化铁中铁元素化合价为＋3，反应后铁单质中铁元素化合价是0，A不正确；氧化铁是红棕色固体，铁是黑色固体，充分加热，a处固体由红棕色变黑色，B不正确；b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2，C正确；一氧化碳难溶于水，不能用水吸收一氧化碳，D不正确。故选C
【课后作业2】
1. A
【解析】A.一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故看到的现象为玻璃管中红色固体变为黑色，说法错误；B.该反应有二氧化碳生成，则试管b处澄清的石灰水变浑浊，故B说法正确；C.尾气中可能有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以一定要进行尾气处理，故说法正确；D.一氧化碳还原氧化铁实验可验证CO的还原性，说法正确。故选A。
2. C
【解析】设可炼出含铁97%的生铁的质量为x。
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
160 112
1000t×80% 97%x
160∶112＝(1000 t×80%)∶(97%x)
x≈577 t
故选C
3. D
【解析】A.根据化学式化合价代数和为0，钙显+2价，氧显-2价，综合得到硅显+4价，A选项不合题意；B.二氧化硫会和空气中的氧气和水反应生成硫酸，硫酸形成酸雨，因此二氧化硫不能直接排放，B选项不合题意；C.焦炭可以直接与铁矿石反应，也可跟碳酸钙分解的二氧化碳反应生成一氧化碳，C选项不合题意；D.该反应的两种反应物均为化合物，不符合置换反应的“单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物”的定义，D符合题意；故选D。
4.通入一会儿一氧化碳 防止尾气中的有毒气体一氧化碳污染空气，将其燃烧掉
【解析】（1）为了避免玻璃管在加热时可能发生爆炸，加热前应通入一会儿一氧化碳，直至排出装置中的空气，以防止一氧化碳和空气混合达到爆炸极限时加热发生爆炸。
故填：通入一会儿一氧化碳。
在高温下能还原生成铁和二氧化碳，化学方程式为：。
故填：。
5.（1）+4 H2O2 QUOTE H2O+O2↑（2）CO （3）置换反应 不同
Fe＋CuSO4==FeSO4＋Cu(答案合理即可) （4）4CO+Fe3O4 QUOTE 3Fe+4CO2
【解析】甲、乙、丙为氧化物，X、Y、Z为单质，甲在MnO2的作用下可以得到单质X，可知甲为H2O2，X为O2，Z为紫红色金属，则Z为铜，乙→Y在工业上用于赤铁矿冶炼生铁，乙是CO有毒气体。Y为Fe，丙是黑色固体，丙是Fe3O4。（1）Mn的化合价为+4，（2）有毒气体是CO，（3）Y→Z的是单质铁置换出单质铜，是置换反应。（4）丙是Fe3O4,4CO+Fe3O4 QUOTE 3Fe+4CO2
第2课时 金属资源的利用和保护
【课前作业】
1.（1）氧气、水蒸气
（2）
2.刷油漆、涂油、电镀上一层耐腐蚀的金属或保持铁制品表面干燥和洁净。
3.（1）金属锈蚀；（2）废旧金属；（3）开采矿物；（4）代用品。
【课后作业1】
1.C
【解析】菜刀切湿咸菜后比只接触水生锈更快，切肥猪肉后表面有一层油脂覆盖生锈会比较慢。
2. A
【解析】防止铁生锈的措施大致分为三类：保持铁制品表面洁净干燥，加保护膜从而阻止铁与氧气和水的接触，具体方法有刷漆、涂油、电镀、搪瓷、烤蓝等，改变金属结构如制成合金。
3. D
【解析】回收铝饮料罐可以节约金属资源、可以节约能源、可以减少对环境的污染。
【课后作业2】
1. C
【解析】A.合金往往具有良好的抗腐蚀性，制成具有防锈性能的合金能防止生锈，故不符合题意；
B.刷漆能使铁与水隔绝，达到防锈的目的，故不符合题意；
C.虽然黄金的化学性质不活泼，但是其价格昂贵、且密度过大，给船体镀黄金的防锈措施不合理，故符合题意；
D.油膜能隔绝氧气和水，给某些部位涂油可以达到防锈的目的；故选C；
2. B
【解析】铁在氧气和水共存的情况下最易生锈。根据图示可知①中的铁钉即可与氧气接触，还可与水接触，符合铁生锈的条件，过一段时间会观察到有明显的铁锈形成。②中的铁钉可接触大量的水，但无法与氧气充分接触，不符合铁生锈的条件，过一段时间不会观察到有明显的铁锈形成。③中的铁钉可接触空气（或氧气），但由于干燥的空气中不含大量的水，不符合铁生锈的条件，过一段时间不会观察到有明显的铁锈形成。A①②的区别是是否含大量的氧气，此项正确。B②不只含大量的水，不含大量的氧气；③只含大量的氧气，不含大量的水，无法进行对比。此项不正确。C①③的区别是是否含大量的水，此项正确。D①②③可说明铁生锈的条件是铁在氧气和水共存的情况下最易生锈，此项正确。所以应选B项。
3. B
【解析】a中铁钉与O2、H2O接触，生锈，b中铁钉只与O2接触，不会生锈；铁生锈消耗氧气，使a中气体减少，压强减小，b中压强无明显变化，则L端液面上升，R端液面下降，B错误；铁在食盐水中生锈速率加快，D正确。故选B
4. D
【解析】A.铁生锈，氧气含量会减少，②③氧气含量会减少，说明铁已经生锈，故A正确；B.干燥剂吸水，①没有水，氧气未减少，铁没生锈，②加水后氧气减少，说明水对铁锈蚀有影响，故B正确；C.③加食盐后铁生锈加快，说明食盐能加快铁锈蚀，故C正确；D.对比三个实验，并不能证明炭粉对铁锈蚀有影响，选项D说法错误。故选D
5.（1）A（2）+3（3）40 铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5。（4）温度 其他条件相同时，在一定温度范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速率越快。（5）50 ℃以后，试管中的氧气耗尽，铁钉的腐蚀停止； 用容积较大的容器代替装置乙中的试管，分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃下重复上述实验
【解析】A.未擦干的铁锅,跟潮湿的空气接触最易生锈；B.涂油漆的栏杆隔绝了铁与氧气、水的接触,不易锈蚀；C.不锈钢是一种铁合金,抗腐蚀性能强;
(2)氧元素显-2价,设铁元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:2x+(-2)×3=0,则x=+3价;
(3)铁锈蚀消耗氧气,且氧气约占空气总体积的1/5,根据题意知,量筒内有50mL空气,其中有氧气10mL,铁丝生锈要消耗掉这10mL氧气,在外界大气压强的作用下,水进入量筒10mL,最后量筒内水面最后约在40mL刻度处;
(4)分析表中数据可知,小强同学的实验是探究温度因素对铁钉腐蚀快慢的影响;由数据可知:温度在10~50℃的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速度越快;
(5)由表中数据可知,50℃以后铁钉质量不再增加,是因为试管内的氧气已耗尽,剩余的铁不能继续锈蚀;可继续通如氧气,并保持在50℃,几天后观察现象,可得出结论,具体操作:向乙装置的试管中充入氧气,并在50℃的环境中放置3天;若铁钉增加的质量大于0.18g,则分析成立。
金属矿物
赤铁矿
铝土矿
磁铁矿
主要成分
铁锈（Ｆe2Ｏ3）
氧化铝(Al2O3)
结构特点
若不除去结果
实验装置
序号
其他试剂
200s时O2的含量

①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
金属矿物
赤铁矿
铝土矿
磁铁矿
主要成分
Fe2O3
Al2O3
Fe3O4
铁锈（Ｆe2Ｏ3）
氧化铝(Al2O3)
结构特点
疏松多孔
致密而坚固
若不除去结果
加速锈蚀
保护里层的铝不再反应