2021年中考化学一轮复习课件:第9课时 金属的冶炼、防护和回收(课件)
展开1. 一氧化碳还原氧化铁 (1)反应原理:________________________(写化学方程式)。(2)实验装置:如图11-1所示。
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
(3)实验步骤:①实验开始时,通气、点灯,其目的是_______________________________________________________________; ②实验结束时,灭灯、停气,其目的是防止液体倒吸,防止炽热的铁被氧化。(4)实验现象:红棕色固体变成 色;澄清石灰水 。
排尽玻璃管内的空气,防止因加热一氧化碳与空气的混合物而引起爆炸
(5)尾气处理:目的是 。可采用点燃或收集(用干瘪的气球收集、排水法收集)的方法处理尾气。 (6)产物检验:为了检验生成的物质是否为铁,还要进行的操作是 ,看到 的现象,说明有铁生成了。 (7)应用:①检验CO;②除去CO2中的CO。
防止有毒的CO排入大气中污染环境
有红色固体析出,溶液变为浅绿色
2. 高炉炼铁 工业炼铁时,把 跟 、 一起加入高炉,从下面通入 ,在炉内生成一氧化碳,把铁矿石还原成铁。以赤铁矿为例,写出高炉内发生反应的化学方程式: (1) 。 (2) 。 (3) 。
C+O2 CO2
CO2+C 2CO
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
【易错判断】(1)用一氧化碳还原氧化铁,反应前后玻璃管中固体减少的质量是生成二氧化碳的质量( )(2)工业炼铁的产品是生铁,实验室模拟炼铁的产品是纯铁( )
(1)具有还原性的物质——CO、H2、碳:三者都具有还原性,都可以还原金属氧化物,可用于金属冶炼;都具有可燃性,可用作燃料;CO、H2为气体,C为固体;归纳鉴别一氧化碳和氢气的方法:____________________________ 。 (2)计算氧化铁样品纯度:用CO还原氧化铁样品,可通过玻璃管反应前后的质量差,即 来计算;也可通过反应产生的二氧化碳的质量计算。
石灰水中观察现象(或在燃烧的火焰上方罩干冷的烧杯,观察现象)
将气体燃烧的产物通入澄清
考点二 铁的锈蚀与防护
1. 铁生锈条件的探究
2. 铁生锈的条件:与 、 同时接触。 铁生锈的两个条件缺一不可。铁表面沾有酸液、氯化钠等物质时,往往会加快铁的锈蚀。若铁制品上有铁锈,因铁锈(主要成分为Fe2O3)疏松多孔,里层的铁会继续与氧气、水等反应,直至铁完全锈蚀。3. 铁生锈的应用:a.验证空气中氧气含量;b.暖宝宝原理;c.脱氧剂。4. 防锈措施:(1)保持铁制品表面 ,如用过的菜刀洗净擦干。 (2)在钢铁表面覆盖 ,如刷漆、涂油等。 (3)改变金属的内部结构,如制成不锈钢等合金。
5. 常见的金属矿物、废旧金属的回收利用(1)金属矿物:①地球上除极少数很不活泼的金属如金、银等以 形式存在外,其余都以 形式存在。 ②常见的铁矿石:赤铁矿(主要成分的化学式为Fe2O3)、磁铁矿(主要成分的化学式为Fe3O4)。(2)废旧金属的回收利用:废旧金属不但造成 ,还会产生镉、汞等有毒金属,对环境造成污染。保护金属资源的方法:回收利用废旧金属、防止金属锈蚀、合理开发金属资源、积极寻找金属代用品等。
(1)控制变量法:铁生锈条件、燃烧条件的探究都用到了控制变量法,探究某一条件时,需控制其他条件完全相同。(2)同时满足与破坏其一:燃烧需要同时满足三个条件,即可燃物、与氧气接触、温度达到着火点,灭火只需破坏其一即可;铁钉同时与 、______接触才会生锈,而防锈仅需破坏其一即可。
1. 某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理。关于该装置和反应过程的描述错误的是( )A.盛放药品前应先检查装置气密性B.加热前要先通CO,加热后B中出现浑浊C.已知方框中连接的是C和D,导管口的连接顺序为a→b→c→dD.这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳
[答案]C[解析]由于有气体参加反应,则盛放药品前应先检查装置气密性;由于CO有可燃性,与空气混合点燃时易发生爆炸,故加热前要先通CO,排净管内空气,CO还原氧化铁有二氧化碳生成,CO2能使澄清石灰水变浑浊;从a端出来的尾气主要是CO,CO有毒,且难溶于水,故需收集在C瓶中,所以导管口的连接顺序为a→c→b→d。
2. 某炼铁厂要冶炼1 000 t含杂质3%的生铁,需要含Fe2O3 80%的赤铁矿石的质量是多少吨?(计算结果精确至0.1)
3. 下列有关铁的锈蚀说法错误的是( )A.铁锈是一种疏松多孔的物质,主要成分是四氧化三铁 B.铁的锈蚀过程能放热,属于缓慢氧化C.在干燥的空气中铁钉很难生锈D.可用适量的稀盐酸除去铁钉表面的锈
题组2 铁的锈蚀与防护
4. 为了减缓铁制品的锈蚀,下列做法不恰当的是( )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
5. 下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确的是( )A.甲和乙:水B.乙和丙:空气C.甲和丙:空气D.甲和丁:水
[答案] D[解析]铁与氧气和水同时接触会生锈,探究铁生锈的条件时应使用控制变量法进行实验。甲、乙、丙实验中铁钉不生锈,丁实验中铁钉生锈,甲和丁可探究铁钉生锈是否需要与水接触,乙(或丙)和丁可探究铁钉生锈是否需要与氧气接触。
6. 铁、铝、铜锈蚀的条件与锈迹成分:(1)铁与 和 共同发生化学反应生成铁锈,铁锈的主要成分为 ,铁锈很 ,不能阻止里层铁继续与氧气、水等反应。 (2)铜与 、 和CO2共同作用生成铜绿,铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3。 (3)铝与氧气接触生成氧化铝,铝抗腐蚀性好,是由于 。
铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝被进一步腐蚀
1. 【2020·徐州县区模拟】某同学用如图11-4所示装置进行实验室模拟炼铁,实验时,连接好装置并检查不漏气后再进行后续操作,下列说法错误的是( )A.实验时先通入CO排出硬质玻璃管内的空气后,再点燃酒精喷灯B.加热时,可观察到玻璃管内固体逐渐变为黑色,澄清石灰水变浑浊C.反应结束后,先停止通CO,再熄灭酒精喷灯D.盛满澄清石灰水的装置不仅可以收集多余的CO,而且可以检验并吸收反应生成的CO2
[答案]C[解析]实验时先通入CO排出硬质玻璃管内的空气后,再点燃酒精喷灯,防止加热时发生爆炸;一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,实验进行一段时间后,玻璃管中的红棕色粉末逐渐变黑,澄清石灰水变浑浊;反应结束后,应先熄灭酒精喷灯,继续通入一氧化碳,直至玻璃管冷却,以防止生成的铁再次被氧化;一氧化碳不能与石灰水反应,盛满澄清石灰水的装置不仅可以收集多余的CO,而且可以检验并吸收反应生成的CO2。
2.拓展【2019·巴中】某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度:向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体,假设赤铁矿中杂质不参与反应。(1)实验开始时,先进行的操作是 。 ①通入一氧化碳 ②加热
[答案]① [解析]一氧化碳具有可燃性,混有空气的一氧化碳在有限空间内燃烧可能发生爆炸,因此实验开始前,先通一氧化碳,排尽装置中的空气,以免加热时发生爆炸。
2.拓展【2019·巴中】某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度:向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体,假设赤铁矿中杂质不参与反应。(2)实验过程中观察到装置A中玻璃管内发生的现象是 。
[答案] 红色粉末变为黑色 [解析]一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,氧化铁是红色粉末,铁粉是黑色粉末,所以,实验时观察到的现象是红色粉末变为黑色。
2.拓展【2019·巴中】某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度:向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体,假设赤铁矿中杂质不参与反应。(3)写出B装置中发生反应的化学方程式: ;装置C的作用是 。
[答案] CO2+2NaOH Na2CO3+H2O 吸收空气中的二氧化碳,防止对实验产生干扰[解析]二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,B中反应的化学方程式为CO2+2NaOH Na2CO3+H2O;空气中的二氧化碳如果进入B装置中,会使实验测得的二氧化碳质量偏大,导致计算出样品中氧化铁的质量分数偏大,因此,增加一个C装置,可以吸收空气中的二氧化碳,防止对实验产生干扰。
2.拓展【2019·巴中】某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度:向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体,假设赤铁矿中杂质不参与反应。(4)从环境保护的角度看此实验存在的缺陷是 。
[答案]没有尾气处理装置[解析]该实验过程中一氧化碳不能全部反应,最终的尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,直接排放到空气中会造成空气污染,需要对尾气进行处理,而该实验没有设置尾气处理装置。
2.拓展【2019·巴中】某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度:向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体,假设赤铁矿中杂质不参与反应。(5)实验前称量赤铁矿的质量为20 g。通入足量的一氧化碳完全反应后,B装置总质量增加了13.2 g,则赤铁矿中氧化铁的纯度为 。
【方法点拨】一氧化碳与氧化铁反应的实验步骤可简记为“气灯灯气”,即实验开始时先通气后加热,实验结束后先停止加热后停止通气体。
3. 【2016·徐州节选】铁制品生锈是铁与 共同作用的结果。铁锈成分复杂,主要是 (写化学式),工业上常用盐酸除去铁锈。
考向二 铁的锈蚀与防护
4.拓展【2020·内江】下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是( )A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料,主要是为了美观B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面,可减缓钢铁腐蚀C.用铝合金制造国产大飞机C919机壳,是因为铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干,可减缓菜刀生锈
[答案]A[解析]在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料,除了美观,更重要的是可以隔绝氧气和水,起到防锈的目的,A错误;用“烤蓝”的方法处理钢铁表面,可以隔绝氧气和水,减缓钢铁的腐蚀;铝合金具有质轻、硬度大、耐腐蚀等特点,故可用铝合金制造国产大飞机C919机壳;铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,切菜后的菜刀用清水洗净擦干,保持菜刀表面干燥,可减缓菜刀生锈。
5.拓展【2020·海南】小林学习金属的相关知识后,关注到生活中有以下现象:Ⅰ.海边的铁制品,锈蚀程度比其他地方更严重。Ⅱ.切过咸菜的菜刀,不及时清洗,很容易就生锈了。针对Ⅰ和Ⅱ的现象,小林结合学习内容进行实验探究。家庭小实验 为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响,小林设计并完成了如图11-6所示的家庭小实验,很快看到实验现象。(1)该实验中红墨水液面可能出现的现象是 (填序号)。 A.两端仍持平 B.左高右低 C.左低右高你选择的理由是 。
[答案] B 铁钉生锈会消耗瓶中O2,使瓶中的压强减小[解析]铁钉与瓶中氧气、水反应,使瓶中压强减小,在外界大气压的作用下,U形塑料软管中的红墨水出现左高右低的现象。
5.拓展【2020·海南】小林学习金属的相关知识后,关注到生活中有以下现象:Ⅰ.海边的铁制品,锈蚀程度比其他地方更严重。Ⅱ.切过咸菜的菜刀,不及时清洗,很容易就生锈了。针对Ⅰ和Ⅱ的现象,小林结合学习内容进行实验探究。家庭小实验 为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响,小林设计并完成了如图11-6所示的家庭小实验,很快看到实验现象。(2)小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀,请在小林实验的基础上完善此实验方案: 。
[答案]仍采用小林的装置做对比实验,保持其他条件不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复小林的实验操作,观察现象[解析]小林的实验缺少对照组,为证明食盐水能加速铁钉锈蚀,要用小林的装置做对比实验,保持其他条件不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复小林的实验操作,观察红墨水移动的现象。
5.拓展【2020·海南】小林学习金属的相关知识后,关注到生活中有以下现象:Ⅰ.海边的铁制品,锈蚀程度比其他地方更严重。Ⅱ.切过咸菜的菜刀,不及时清洗,很容易就生锈了。针对Ⅰ和Ⅱ的现象,小林结合学习内容进行实验探究。家庭小实验 为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响,小林设计并完成了如图11-6所示的家庭小实验,很快看到实验现象。(3)结合资料及实验结果,解释现象Ⅰ和Ⅱ: 。
[答案]海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,氯化钠能加快铁制品的锈蚀[解析]海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,氯化钠能加快铁制品的锈蚀。
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