资源简介

课题3　金属资源的利用和保护
第1课时　铁的冶炼
@基础分点训练
　知识点1　常见的金属矿物
1.【核心素养·化学观念】唐代文学家刘禹锡在《浪淘沙》中写道“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。诗中描述的是一种在自然界中有单质形式存在的金属，该金属是（　B　）
A.铜 B.金 C.铝 D.铁
2.【核心素养·科学态度】钢铁因含硫、磷而比较脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的矿石，不宜采用下列的（　C　）
A.赤铁矿（Fe2O3） B.磁铁矿（ Fe3O4）
C.黄铁矿（FeS2） D.菱铁矿（FeCO3）
　知识点2　铁的冶炼
3.下列关于工业炼铁的叙述不正确的是（　D　）
A.炼铁的设备是高炉
B.炼铁得到的产品是生铁
C.炼铁过程中加入石灰石的目的是将矿石中二氧化硅转化为炉渣
D.炼铁原料中焦炭的主要作用：一是燃烧提供高温；二是作为还原剂还原氧化铁
4.如图所示是实验室模拟炼铁原理的示意图。回答下列问题：
（1）加热前先通CO的目的是　排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸　；
（2）写出玻璃管中反应的化学方程式：　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　；
（3）酒精灯的作用是　点燃尾气，防止污染空气　；
（4）实验时，玻璃管中的现象是　红棕色粉末逐渐变黑　；
（5）实验结束后，继续通入一氧化碳，其原因是　防止铁再次被氧化　。
　知识点3　含杂质物质的计算
5.（2024·陇南模拟）生铁和钢是应用广泛的铁合金，工业上常用赤铁矿石冶炼生铁。
（1）生铁的含碳量比钢的含碳量　高　（填“高”或“低”）。
（2）某炼铁厂用含Fe2O380％的赤铁矿石冶炼出含铁1 120 t的生铁，计算炼铁所用赤铁矿石的质量。
解：设炼铁所用赤铁矿石的质量为x。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
80％x　　　　1 120 t
＝ x＝2 000 t
答：炼铁所用赤铁矿石的质量为2 000 t
@能力提分训练
6.[新考法]某化学兴趣小组利用如图微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法错误的是（　A　）
A.实验时应先点燃酒精喷灯，后将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中
B.实验过程中观察到红棕色固体逐渐变黑
C.实验中观察到滤纸条变红，说明有二氧化碳生成
D.气球的主要作用是防止尾气逸出污染空气
7.【新情境·古代典籍】《天工开物》中记载了炒钢法：“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟”。其冶炼过程如图所示。
（1）捣碎铁矿石的目的是　增大与氧气的接触面积，使反应更充分　。
（2）写出一氧化碳炼铁的化学方程式　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　（写出一个即可）。
（3）钢的性能优于生铁，图中不断翻炒液态生铁是为了降低生铁中　碳　的含量。
8.（2023·陇南）A～G是初中化学常见的物质，其相互反应及转化关系如图所示（部分反应条件省略）。已知A是易与人体血红蛋白结合的有毒气体，B是赤铁矿的主要成分，C是相对分子质量最小的氧化物，F是最轻的气体。
（1）G的化学式为　Fe3O4　。
（2）反应③的实验现象为　剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体　。
（3）写出反应①的化学方程式　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　。
（4）写出反应②的化学方程式　2H2O2H2↑＋O2↑　，其基本反应类型是　分解反应　。
9.某化学小组的同学在实验室利用CO气体模拟工业炼铁，如图所示：
（1）A试管中液体是水，其作用是　判断输出一氧化碳气体的快慢　。
（2）为了实验安全，对B处试管内固体加热前，应先　通入一氧化碳　。
（3）B装置可观察到的实验现象是　红棕色粉末逐渐变黑　，发生反应的化学方程式为　Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2　。
（4）装置C中的液体为澄清石灰水，除了吸收CO2外，还有　检验CO2、收集未反应的一氧化碳　的作用。
（5）资料显示氧化铁和一氧化碳反应的适宜温度范围为500～800 ℃，而酒精灯外焰的平均温度为519.9 ℃，要想获得较好的实验结果，对图B处需要进行的改进是　在酒精灯上加上金属网罩（或将酒精灯换为酒精喷灯）　。
写出下列金属矿石主要成分的化学式：
赤铁矿：　Fe2O3　，磁铁矿：　Fe3O4　，菱铁矿：　FeCO3　，
铝土矿：　Al2O3　，黄铜矿：　CuFeS2　，辉铜矿：　Cu2S　。
第2课时　金属资源保护
@基础分点训练
　知识点1　铁制品的锈蚀与防护
1.空气中含①N2、 ②O2、③稀有气体、④水蒸气等成分，其中与钢铁生锈有关的是（　B　）
A.①③　　B.②④　　C.③④　　D.①④
2.（2024·金昌金川区三模）钢铁生锈会造成资源的浪费和经济的损失。下列做法不能防止铁制品生锈的是（　B　）
A.水龙头镀铬
B.钢铁堆放在室外
C.使用后的菜刀要洗净擦干
D.自行车链条涂油
3.【核心素养·科学探究】如图所示。某兴趣小组用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈的条件。
（1）四天后，　a　（填字母序号）试管中铁钉有明显锈迹。
（2）实验前需要将蒸馏水煮沸并迅速冷却，目的是　除去溶解在水中的氧气　。
（3）通过对比　ac　（填字母序号，下同）两个试管中的现象，说明铁生锈必须有氧气参加；通过对比　ab　两个试管中的现象，说明铁生锈必须有水参加。从而得出结论：铁的锈蚀是铁与　水、氧气　共同作用的结果。
（4）铁锈的主要成分是　Fe2O3　（填化学式），铁锈　不能　（填“能”或“不能”）阻止铁继续被锈蚀。
　知识点2　金属资源的保护
4.金属与我们的生活、生产密切相关。
（1）目前世界上已有50％以上的废旧铁得到回收利用，其目的是　A　（填序号）。
A.节约金属资源
B.合理开采矿物
C.防止钢铁生锈
（2）垃圾是放错地方的资源，为充分利用资源，全国各地都实行了垃圾分类。现有A.矿泉水瓶、B.易拉罐、C.生锈铁钉、D.废纸箱、E.铜导线，可以作为同一类回收的是　BCE　（填编号），它们属于　金属　（填“金属”或“非金属”）材料。
（3）金属资源储量有限，而且不可再生，下列措施能有效保护金属资源的是　ACD　（填序号）。
A.回收利用废旧金属
B.加大对金属矿物的开采，提高金属产量
C.寻找和开发金属的代用品
D.提高防腐能力，延长金属制品的使用寿命
@能力提分训练
5.（2024·天水秦州区一模）2023年2月3日，我国高校首艘破冰船“中山大学极地”号顺利完成渤海冰区试航任务，抵达广州母港。下列相关说法不正确的是（　C　）
A.船身使用大量的合金钢利用了其硬度大的物理性质
B.破冰船船体表面涂一层油漆可防止船体生锈
C.船舱内门窗使用铝合金制成是因为铝比铁的化学性质稳定
D.制造破冰船所需的钢铁是以铁矿石为主要原料冶炼而成
6.下列说法错误的是（　B　）
A.铁钉是由铁合金制成的
B.根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变
C.根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈
D.根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高
7.（2024·武威二模）如图是探究铁钉锈蚀条件的实验。下列说法不正确的是（氯化钙具有吸水性）（　A　）
A.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是丙
B.①②中使用煮沸的蒸馏水，目的是除去水中的氧气
C.②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.试管①③对照可得出结论：铁生锈需要与水接触
8.【传统文化】（2024·武威凉州区三模）《西游记》中描述金箍棒：“棒是九转镔铁炼，老君亲手炉中煅。禹王求得号神珍，四海八河为定验。中间星斗暗铺陈，两头箱裹黄金片。花纹密布神鬼惊，上造龙纹与凤篆”。请回答下列问题：
（1）金箍棒的原材料“镔铁”，是一种钢材料。“镔铁”属于　合金　（填“合金”或“纯金属”）材料。
（2）金箍棒本是大禹治水时的一个定子，也叫“定海神针”。铁制品易锈蚀是与空气中的氧气和水有关，金箍棒在海水中不容易锈蚀的原因是　海水隔绝了氧气　。
（3）金箍棒表面使“神鬼”惊怕的花纹是用硫酸铁来处理的。制取硫酸铁的原料有铁、稀硫酸、过氧化氢溶液，反应分两步，第一步生成硫酸亚铁和氢气，第二步是向有酸剩余的硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液，生成硫酸铁和水。请写出第一步反应涉及的化学方程式　Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑　；属于　置换　（填基本反应类型）反应。
9.（2024·甘肃统考）废旧金属的回收利用是节约资源的有效途径之一。某金属废料中含有铜、铁、金等金属单质，为回收铜和金并得到氧化铁，专业人员设计了如图所示的工艺流程。
请回答：
（1）气体A是　H2　，滤液A的溶质为　FeSO4　（写化学式）。
（2）固体A与空气加热发生化学反应，写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式　CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O　。
（3）操作1、操作2和操作3为同一操作，其名称是　过滤　，此操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和　漏斗　。
（4）写出滤液B与加入的物质X反应的化学方程式：　Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu　。
@素养拓展训练
10.将5.0 g铁粉、0.1 g碳粉、10滴水、1.0 g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如下，下列说法错误的是（　C　）
A.密闭容器中一定存在空气（或氧气）
B.在实验研究范围内，随着反应的进行，温度逐渐升高
C.实验证明氯化钠能加快铁的生锈
D.该原理可用于加热加湿日用产品的生产课题3　金属资源的利用和保护
第1课时　铁的冶炼
@基础分点训练
　知识点1　常见的金属矿物
1.【核心素养·化学观念】唐代文学家刘禹锡在《浪淘沙》中写道“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。诗中描述的是一种在自然界中有单质形式存在的金属，该金属是（　 　）
A.铜 B.金 C.铝 D.铁
2.【核心素养·科学态度】钢铁因含硫、磷而比较脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的矿石，不宜采用下列的（　 　）
A.赤铁矿（Fe2O3） B.磁铁矿（ Fe3O4）
C.黄铁矿（FeS2） D.菱铁矿（FeCO3）
　知识点2　铁的冶炼
3.下列关于工业炼铁的叙述不正确的是（　 　）
A.炼铁的设备是高炉
B.炼铁得到的产品是生铁
C.炼铁过程中加入石灰石的目的是将矿石中二氧化硅转化为炉渣
D.炼铁原料中焦炭的主要作用：一是燃烧提供高温；二是作为还原剂还原氧化铁
4.如图所示是实验室模拟炼铁原理的示意图。回答下列问题：
（1）加热前先通CO的目的是 ；
（2）写出玻璃管中反应的化学方程式： ；
（3）酒精灯的作用是 ；
（4）实验时，玻璃管中的现象是 ；
（5）实验结束后，继续通入一氧化碳，其原因是 。
　知识点3　含杂质物质的计算
5.（2024·陇南模拟）生铁和钢是应用广泛的铁合金，工业上常用赤铁矿石冶炼生铁。
（1）生铁的含碳量比钢的含碳量 （填“高”或“低”）。
（2）某炼铁厂用含Fe2O380％的赤铁矿石冶炼出含铁1 120 t的生铁，计算炼铁所用赤铁矿石的质量。
@能力提分训练
6.[新考法]某化学兴趣小组利用如图微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法错误的是（　 　）
A.实验时应先点燃酒精喷灯，后将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中
B.实验过程中观察到红棕色固体逐渐变黑
C.实验中观察到滤纸条变红，说明有二氧化碳生成
D.气球的主要作用是防止尾气逸出污染空气
7.【新情境·古代典籍】《天工开物》中记载了炒钢法：“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟”。其冶炼过程如图所示。
（1）捣碎铁矿石的目的是 。
（2）写出一氧化碳炼铁的化学方程式 （写出一个即可）。
（3）钢的性能优于生铁，图中不断翻炒液态生铁是为了降低生铁中 的含量。
8.（2023·陇南）A～G是初中化学常见的物质，其相互反应及转化关系如图所示（部分反应条件省略）。已知A是易与人体血红蛋白结合的有毒气体，B是赤铁矿的主要成分，C是相对分子质量最小的氧化物，F是最轻的气体。
（1）G的化学式为 。
（2）反应③的实验现象为 。
（3）写出反应①的化学方程式 。
（4）写出反应②的化学方程式 ，其基本反应类型是 。
9.某化学小组的同学在实验室利用CO气体模拟工业炼铁，如图所示：
（1）A试管中液体是水，其作用是 。
（2）为了实验安全，对B处试管内固体加热前，应先 。
（3）B装置可观察到的实验现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
（4）装置C中的液体为澄清石灰水，除了吸收CO2外，还有 的作用。
（5）资料显示氧化铁和一氧化碳反应的适宜温度范围为500～800 ℃，而酒精灯外焰的平均温度为519.9 ℃，要想获得较好的实验结果，对图B处需要进行的改进是 。
写出下列金属矿石主要成分的化学式：
赤铁矿： ，磁铁矿： ，菱铁矿： ，
铝土矿： ，黄铜矿： ，辉铜矿： 。
第2课时　金属资源保护
@基础分点训练
　知识点1　铁制品的锈蚀与防护
1.空气中含①N2、 ②O2、③稀有气体、④水蒸气等成分，其中与钢铁生锈有关的是（　 　）
A.①③　　B.②④　　C.③④　　D.①④
2.（2024·金昌金川区三模）钢铁生锈会造成资源的浪费和经济的损失。下列做法不能防止铁制品生锈的是（　 　）
A.水龙头镀铬
B.钢铁堆放在室外
C.使用后的菜刀要洗净擦干
D.自行车链条涂油
3.【核心素养·科学探究】如图所示。某兴趣小组用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈的条件。
（1）四天后， （填字母序号）试管中铁钉有明显锈迹。
（2）实验前需要将蒸馏水煮沸并迅速冷却，目的是 。
（3）通过对比 （填字母序号，下同）两个试管中的现象，说明铁生锈必须有氧气参加；通过对比 两个试管中的现象，说明铁生锈必须有水参加。从而得出结论：铁的锈蚀是铁与 共同作用的结果。
（4）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁锈 （填“能”或“不能”）阻止铁继续被锈蚀。
　知识点2　金属资源的保护
4.金属与我们的生活、生产密切相关。
（1）目前世界上已有50％以上的废旧铁得到回收利用，其目的是 （填序号）。
A.节约金属资源
B.合理开采矿物
C.防止钢铁生锈
（2）垃圾是放错地方的资源，为充分利用资源，全国各地都实行了垃圾分类。现有A.矿泉水瓶、B.易拉罐、C.生锈铁钉、D.废纸箱、E.铜导线，可以作为同一类回收的是 （填编号），它们属于 （填“金属”或“非金属”）材料。
（3）金属资源储量有限，而且不可再生，下列措施能有效保护金属资源的是 （填序号）。
A.回收利用废旧金属
B.加大对金属矿物的开采，提高金属产量
C.寻找和开发金属的代用品
D.提高防腐能力，延长金属制品的使用寿命
@能力提分训练
5.（2024·天水秦州区一模）2023年2月3日，我国高校首艘破冰船“中山大学极地”号顺利完成渤海冰区试航任务，抵达广州母港。下列相关说法不正确的是（　 　）
A.船身使用大量的合金钢利用了其硬度大的物理性质
B.破冰船船体表面涂一层油漆可防止船体生锈
C.船舱内门窗使用铝合金制成是因为铝比铁的化学性质稳定
D.制造破冰船所需的钢铁是以铁矿石为主要原料冶炼而成
6.下列说法错误的是（　 　）
A.铁钉是由铁合金制成的
B.根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变
C.根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈
D.根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高
7.（2024·武威二模）如图是探究铁钉锈蚀条件的实验。下列说法不正确的是（氯化钙具有吸水性）（　 　）
A.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是丙
B.①②中使用煮沸的蒸馏水，目的是除去水中的氧气
C.②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.试管①③对照可得出结论：铁生锈需要与水接触
8.【传统文化】（2024·武威凉州区三模）《西游记》中描述金箍棒：“棒是九转镔铁炼，老君亲手炉中煅。禹王求得号神珍，四海八河为定验。中间星斗暗铺陈，两头箱裹黄金片。花纹密布神鬼惊，上造龙纹与凤篆”。请回答下列问题：
（1）金箍棒的原材料“镔铁”，是一种钢材料。“镔铁”属于 （填“合金”或“纯金属”）材料。
（2）金箍棒本是大禹治水时的一个定子，也叫“定海神针”。铁制品易锈蚀是与空气中的氧气和水有关，金箍棒在海水中不容易锈蚀的原因是 。
（3）金箍棒表面使“神鬼”惊怕的花纹是用硫酸铁来处理的。制取硫酸铁的原料有铁、稀硫酸、过氧化氢溶液，反应分两步，第一步生成硫酸亚铁和氢气，第二步是向有酸剩余的硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液，生成硫酸铁和水。请写出第一步反应涉及的化学方程式 ；属于 （填基本反应类型）反应。
9.（2024·甘肃统考）废旧金属的回收利用是节约资源的有效途径之一。某金属废料中含有铜、铁、金等金属单质，为回收铜和金并得到氧化铁，专业人员设计了如图所示的工艺流程。
请回答：
（1）气体A是 ，滤液A的溶质为 （写化学式）。
（2）固体A与空气加热发生化学反应，写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式 。
（3）操作1、操作2和操作3为同一操作，其名称是 ，此操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。
（4）写出滤液B与加入的物质X反应的化学方程式： 。
@素养拓展训练
10.将5.0 g铁粉、0.1 g碳粉、10滴水、1.0 g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如下，下列说法错误的是（　 　）
A.密闭容器中一定存在空气（或氧气）
B.在实验研究范围内，随着反应的进行，温度逐渐升高
C.实验证明氯化钠能加快铁的生锈
D.该原理可用于加热加湿日用产品的生产

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