资源简介

(共15张PPT)
金属矿物与金属冶炼 · 探索之旅
准备好了吗？一场关于金属的奇妙冒险即将开始！
化身炼金术士，一起揭开从地壳矿石到闪耀金属的蜕变奥秘。
点击开启探索之旅
金属知识挑战赛 · 闯关规则说明
本次挑战共设 5 个进阶关卡，从基础认知到深度应用，层层递进考验你的专业知识储备！
01 点击作答
选择题直接点击选项，选中后选项会变色，直观确认你的判断。
02 提交验证
完成作答后点击提交，系统即时反馈正误，并提供详细的解析思路。
03 步步为营
必须通过当前关卡才能解锁下一关，稳扎稳打，拒绝跳级挑战。
04 终极目标
成功通关所有关卡，即可获得官方认证的「金属知识大师」荣誉称号！
开始闯关
第一关：矿物辨识大挑战
认识常见的金属矿物，掌握几种重要矿石的主要化学成分，练就火眼金睛的辨识能力！
开始挑战 GO >
第一关：识别赤铁矿（主要成分 Fe O ）
赤铁矿是炼铁的重要原料，具有典型的外观特征。请观察下方四张矿石图片，选出正确的选项。
A. 磁铁矿
黑色八面体晶体
B. 赤铁矿
红褐色隐晶质
C. 孔雀石
鲜艳蓝绿色
D. 铝土矿
灰白色土状
提交答案
LEVEL 02 课程进阶
炼铁原理探秘
掌握炼铁的核心化学原理，理解氧化还原反应的基本概念
深入化学反应的微观世界，探索从矿石到金属的转化奥秘
核心任务：拆解反应方程式与电子转移机制
第二关：工业炼铁核心反应方程式配平挑战
图示：一氧化碳还原氧化铁实验装置
高温条件下硬质玻璃管内红色粉末变黑
题目：利用CO在高温下还原Fe O 。请根据质量守恒定律，补全以下化学方程式：
3CO + Fe O 高温=====[ ]Fe + [ ]CO
思考提示：关注铁原子和氧原子的守恒
提交答案
第二关：氧化还原反应概念辨析
3CO + Fe O 高温2Fe + 3CO
针对上述反应，请判断下列说法的正确性：
A. Fe O 是还原剂，发生了氧化反应
B. CO 得氧，发生了还原反应，具有还原性
C. 反应前后铁元素的化合价从 +3 变为 0，化合价升高了
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第三关 · 实战演练
高炉炼铁虚拟仿真模拟
本关将带你走进真实的工业炼铁现场，深度解析高炉结构与运作逻辑。
重点掌握原料配比（铁矿石、焦炭、石灰石）及各环节的化学作用。
原料解析
成分与作用
高炉探秘
结构与原理
冶炼流程
还原与除杂
第三关：高炉炼铁反应顺序挑战
高炉内部反应结构示意
高炉炼铁包含多步化学反应，请观察左侧图示，将下列反应步骤按正确的发生顺序排列：
01. 燃烧产热：焦炭与氧气反应生成CO ，释放大量热量。
反应式：C + O → CO
02. 碳还原：CO 与炽热焦炭反应，生成还原剂一氧化碳。
反应式：CO + C → 2CO
03. 铁还原：一氧化碳还原铁矿石，最终生成铁和CO 。
反应式：3CO + Fe O → 2Fe + 3CO
提交答案
第三关：题目2 —— 高炉炼铁原料解析
题目：在高炉炼铁中，石灰石（主要成分CaCO ）的主要作用是什么？
A. 作为燃料，提供热量。
B. 作为还原剂，生成CO。
C. 除去铁矿石中的脉石（如SiO ），形成炉渣。
D. 增加铁的产量。
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第四关：金属冶炼大比拼
冶炼方法选择依据
根据金属活动性差异，判断最佳工艺路径
电解法深度解析
掌握活泼金属（如铝）的电解冶炼原理与优势
LEVEL 04 · 探索金属世界的奥秘
第四关：题目1 — 金属铝的冶炼方法
图：工业铝电解车间与电解槽实景
提示：铝的还原性很强，常规方法难以还原
题目：金属铝的化学性质非常活泼，在自然界中以化合物形式存在。工业上通常采用哪种方法来冶炼金属铝？
A. 加热分解法（如氧化汞加热）
B. 碳或一氧化碳还原法（如炼铁）
C. 电解法
D. 直接从自然界中开采单质铝
提交答案
第五关 · 金属卫士行动
认识到保护金属资源的重要性，探索并掌握保护金属资源的有效途径，共同守护地球财富。
守护金属资源，做资源节约小卫士
第五关：金属资源保护措施辨析
保护资源 · 循环利用 · 人人有责
题目：金属资源不可再生，下列哪些做法属于有效保护措施？（多选）
A.防止金属腐蚀，减少资源损耗
B.回收利用废旧金属，变废为宝
C.任意开采金属矿物，追求短期利益
D.寻找金属的代用品（如塑料合金）
提交答案
恭喜你！闯关成功！
你已成功通过所有关卡，成为一名合格的“金属知识大师”！
金属矿物
赤铁矿、磁铁矿
及其主要成分
炼铁原理
3CO+Fe O →2Fe+3CO
核心还原反应
工业炼铁
高炉原料与
内部反应流程
冶炼方法
依据金属活动性
选择合适冶炼法
资源保护
防止腐蚀、回收利用
寻找金属代用品
“继续探索吧，科学的世界充满无限可能！”
重新挑战
返回主页6.3金属矿物与金属冶炼
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列过程中不发生化学变化的是
A．高炉炼铁 B．干冰升华
C．动植物呼吸 D．一氧化碳燃烧
2．已知： ，向装有20gFe2O3的硬质玻璃管中通入CO，加热反应一段时间后，测得玻璃管中剩余固体质量为15.2g，则下列说法正确的是
A．固体减小的质量就是生成的二氧化碳的质量 B．反应生成Fe的质量为15.2g
C．CO发生还原反应 D．参加反应的Fe2O3占原总质量的80%
3．下列做法中，能防止铁制品生锈的是
A．用清水冲洗脏了的自行车 B．用废酸液冲洗铁制污水管道
C．在铁制篮球架上刷一层油漆 D．切完咸菜后，未清洗菜刀
4．对于H2、CO还原氧化铜的实验，下列说法错误的是
A．实验均需加热 B．实验均需对尾气进行处理
C．实验均有紫红色固体生成 D．和CO均体现出还原性
5．铜仁市在创建全国文明城市过程中，十分注重环境治理。下列做法与之相符的是
A．分类回收生活垃圾 B．直接排放工业废气
C．滥砍乱伐森林树木 D．随意开采矿产资源
6．下列指定反应的符号表达式正确的是
A．镁条在空气中燃烧：Mg ＋ O2MgO2
B．碳的不完全燃烧：C + O2 CO2
C．实验室制取二氧化硫：Na2SO3 + H2SO4 →Na2SO4 + SO2 + H2O
D．工业上用氧化铁炼铁：FeO + COFe + CO2
7．下列关于金属资源的保护和利用不正确的是
A．防止金属腐蚀 B．回收利用废旧金属
C．寻找金属代用品 D．可以任意无计划地大力开采金属矿物
8．下列物质属于纯净物的是
A．赤铁矿 B．干冰 C．石灰水 D．石灰石
9．主持测定了“铟、铱”等多种元素的相对原子质量的科学家是
A．闵恩泽 B．张青莲 C．徐光宪 D．徐寿
10．下列金属矿石可用来冶炼铜的是
A．赤铁矿（主要成分为） B．辉铜矿（主要成分为）
C．铝土矿（主要成分为） D．磁铁矿（主要成分为）
二、非选择题
11．科技激励中国心，创新筑牢强国梦。
(1)图1：大国重器“深海一号”的建设使用了大量钢材。炼钢需要大量的铁，请写出在高温条件下CO还原的化学方程式：______。
(2)图2：我国自主研制的水陆两栖飞机“鲲龙-600”拥有执行灭火、水上救援等任务的能力。“鲲龙-600”飞机外壳采用钛铝合金制成，其优点是______（任写一点）。
12．A～G是初中化学中常见的物质，其相互反应及转化关系如图所示。部分反应条件已省略。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。请回答：
(1)C的化学式为______，G的化学式为______。
(2)写出反应②的化学方程式：______。
(3)写出反应③的化学方程式：______。
13．铁的冶炼：如图为某钢铁公司的矿石选取、冶铁和炼钢的工艺流程。
(1)赤铁矿石冶铁的反应原理是___________(用化学方程式表示)。
(2)生铁和钢的主要区别是___________。
(3)在钢水铸件机中，高温钢加工成钢制零件时，充入氮气的作用是___________。
14．阅读下面科普短文。
镁被誉为“21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。
镁燃料电池可以发电，产物是纯度高达99.5%以上的氧化镁，超纯氧化镁对钢水洁净度起着至关重要的作用，可大大助力我国高端特钢的冶炼和钢铁产业的转型升级。
镁电站是指利用镁基储能系统或镁燃料电池等技术进行电力生产的电站。镁基储能系统的核心部分是镁基储氢材料，负责存储和释放氢气。科研人员对镁基储氢材料脱氢效果进行探究，结果如图，给研究者们提供了新思路。
镁在能源领域的研究开发对于我国节能减排和能源再生具有重要意义。
依据所给信息，回答下列问题：
(1)鞍山是全球镁资源最丰富的地区，镁资源指的是镁 _______（填“元素”或“原子”）。
(2)镁燃料电池发电时主要将 _______能转化为电能。
(3)超纯氧化镁可用做高温耐火材料，可推知该物质具有的化学性质是 ________。
(4)盐湖中的苦卤（主要成分是MgCl2）电解制金属镁的化学方程式为 __________。若要制取240t镁，需要含氯化镁 ________t的苦卤。
(5)下列分析合理的是 。
A．钢水中添加超纯氧化镁有利于制得高端特种钢
B．镁燃料电池相当于将风能和太阳能转化为电能
C．镁合金、铝合金都可以制造车辆，说明两者都具有质轻而坚硬的特性
(6)依据图1提供的信息，镁基储氢材料获得最佳脱氢效果的条件是 _________、__________。
15．下列有关物质的性质与用途有对应关系的是_____
A．氮气沸点低，可用作灯泡填充气
B．铝合金能导电，可用作飞机机身材料
C．铁粉化学性质比较活泼，用作食品保鲜吸氧剂
D．石墨质地较软，可用做_____
16．化学小组的同学利用如图所示的微型装置模拟炼铁，则a处发生反应的化学方程式是____________；b处发生反应的化学方程式是___________；请写出尾气处理的一种方法________。
17．2024年9月27日至29日，第十五届全运会群众展演太极拳比赛选拔赛暨2024年全国太极拳公开赛（南部赛区）在焦作市太极体育中心成功举办。
(1)开幕式当天，焦作空气质量指数类别为优，以下选项中未计入空气质量评价污染物的是________。
A．二氧化硫 B． C．二氧化碳 D．臭氧
(2)运动场馆的材料多为铁、铝等金属的合金。在场馆建设中，大量使用钢（铁的合金）而不是纯铁的原因是________。用化学方程式表示铝比铁的活动性强________。
(3)太极拳比赛期间，参赛者的接送使用以LNG（液化天然气）作为燃料的公交汽车，天然气在空气中完全燃烧的化学方程式为________，气态天然气加压能压缩成液态装在钢瓶中的原因是________。
(4)建造场馆的铁来源于某钢铁厂，下图为炼铁高炉示意图。
①焦炭在高炉炼铁中不仅可以制取CO用于炼铁还可以________使反应顺利进行。
②加入的赤铁矿石通常需要粉碎，粉碎的目的是________。
③若该厂日产含铁448t的生铁，至少需要含80%的赤铁矿的质量是________。
《6.3金属矿物与金属冶炼》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C B A C D B B B
1．B
【详解】A、高炉炼铁是一氧化碳与铁的化合物反应，有新物质铁等生成，属于化学变化，不符合题意；
B、干冰升华的过程中只是物质的状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，符合题意；
C、动植物呼吸过程中，氧气和有机物发生了化学反应，生成水和二氧化碳等物质，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
D、一氧化碳燃烧生成二氧化碳，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
故选B。
2．D
【详解】A、固体减小的质量（20g-15.2g = 4.8g）为氧元素的质量，并非CO2质量，A错误。
B、剩余固体包括Fe和未反应的Fe2O3，生成Fe的质量不为15.2g（参考D选项的分析），B错误。
C、CO在反应中得氧，发生氧化反应，C错误。
D、参加反应的Fe2O3质量可通过氧损失计算：氧元素的质量分数为=30%，反应Fe2O3质量==16g，占原质量=80%，D正确。
故选D。
3．C
【详解】A、自行车脏了用清水冲洗，会使铁与氧气和水充分接触，容易生锈，故选项错误；
B、用废酸液冲洗铁制污水管道时，酸液能与铁反应，能够腐蚀铁，能加快铁的锈蚀速率，故选项错误；
C、在铁制篮球架上刷一层油漆能够使铁与氧气和水隔绝，从而防止铁生锈，故选项正确；
D、将菜刀洗净后要擦干，才能使得菜刀不能与水充分接触，不容易生锈，菜刀与食盐溶液接触时更容易生锈，切完咸菜后未清洗的菜刀更容易生锈，故选项错误；
故选C。
4．B
【详解】A、氢气、一氧化碳还原氧化铜的实验都需要加热反应，故选项说法正确；
B、由于一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，所以一氧化碳还原氧化铜的实验中需要尾气处理装置；氢气没有毒性，也没有有毒气体生成，不需尾气处理，故选项说法不正确；
C、氢气、一氧化碳还原氧化铜都有紫红色的固体（铜）生成，故选项说法正确；
D、氢气和一氧化碳均能夺取氧化铜中的氧元素，体现了两者的还原性，故选项说法正确。
故选B。
5．A
【分析】本题考查学生对环境保护措施的理解，重点在于判断哪些行为符合环境治理和可持续发展的要求。
【详解】A、分类回收生活垃圾：这是保护环境的重要措施，有助于资源再利用和减少污染，符合环境治理的要求，是正确做法，该选项符合题意；
B、直接排放工业废气：这种行为会严重污染空气，破坏环境，是错误做法，该选项不符合题意；
C、滥砍乱伐森林树木：这种行为破坏生态平衡，加剧水土流失，是错误做法，该选项不符合题意；
D、随意开采矿产资源：这种行为会造成资源浪费和生态破坏，也是错误做法，该选项不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】A、镁条在空气中燃烧生成氧化镁，符号表达式为：，A选项错误；
B、碳不完全燃烧生成一氧化碳，符号表达式为：，B选项错误；
C、实验室制取二氧化硫，是亚硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、水，符号表达式为：，C选项正确；
D、工业上用氧化铁炼铁，氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁、二氧化碳，符号表达式为：，D选项错误。
故选：C。
7．D
【详解】A、防止金属腐蚀，有利于金属资源的保护和利用，不符合题意；
B、回收利用废旧金属，有利于金属资源的保护和利用，不符合题意；
C、寻找金属代用品，有利于金属资源的保护和利用，不符合题意；
D、任意无计划地大力开采金属矿物，不利于金属资源的保护和利用，应合理开采金属矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿，符合题意。
故选：D。
8．B
【详解】A. 赤铁矿主要成分是氧化铁，但含有杂质，属于混合物，故错误；
B. 干冰是固体二氧化碳，由同种物质组成，属于纯净物，故正确；
C. 石灰水是氢氧化钙的水溶液，属于混合物，故错误；
D. 石灰石主要成分是碳酸钙，但含有杂质，属于混合物，故错误。
故选B。
9．B
【详解】A、闵恩泽研发了多种用于石油化工生产的催化剂，该选项不符合题意；
B、张青莲主持测定了“铟、铱”等多种元素的相对原子质量，该选项符合题意；
C、徐光宪在稀土领域作出重要贡献，该选项不符合题意；
D、徐寿翻译了《化学鉴原》等并创造出锌、锰、镁等化学元素汉语名称，是我国近代化学启蒙者，该选项不符合题意。
故选B。
10．B
【详解】A、赤铁矿中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故不合题意；
B、辉铜矿中含有铜元素，可用于冶炼铜，故符合题意；
C、铝土矿中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故不合题意；
D、磁铁矿中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故不合题意；
故选B。
11．(1)
(2)密度小(或强度高、耐腐蚀等)
【详解】（1）一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（2）合金的硬度大、抗腐蚀性强，“鲲龙-600”飞机外壳采用钛铝合金制成，其优点是密度小，抗腐蚀性强，强度大。
12．(1) H2O Fe3O4
(2)2H2O2H2↑+O2↑
(3)3Fe+2O2Fe3O4
【分析】A～G是初中化学常见的物质。A是易与人体血红蛋白结合的有毒气体，则A是一氧化碳；B是赤铁矿的主要成分，则B是氧化铁；C是相对分子质量最小的氧化物，则C是水；F是最轻的气体，则F是氢气；一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，水在通电的条件下生成氢气和氧气，铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，则D是铁，E是氧气，G是四氧化三铁，代入验证，推理正确。
【详解】（1）由分析可知，C是水，G是四氧化三铁，化学式为：H2O、Fe3O4；
（2）反应②是水在通电的条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：；
（3）反应③是铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：。
13．(1)
(2)含碳量不同
(3)作保护气
【详解】（1）在炼铁高炉中，赤铁矿石和一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，其反应的化学方程式为： 。
（2）生铁和钢都是铁的合金，生铁的含碳量是2%~4.3%，钢的含碳量是0.03%~2%，所以它们的区别是含碳量不同，故填：含碳量不同。
（3）在钢水铸件过程中，为防止高温下钢中的成分和氧气发生氧化反应，所以充入氮气作为保护气，故填：作保护气。
14．(1)元素
(2)化学
(3)高温下化学性质稳定
(4) 950
(5)AC
(6) 300℃ 镁直径30～50mm
【详解】（1）物质是由元素组成，鞍山是全球镁资源最丰富的地区，镁资源指的是镁元素；
（2）镁燃烧属于化学变化，镁燃料电池发电时主要将化学能能转化为电能；
（3）超纯氧化镁可用做高温耐火材料，可推知该物质具有的化学性质是高温下化学性质稳定；
（4）电解苦卤（主要成分是MgCl2）得到金属镁和氯气，反应的化学方程式为：；
若要制取240t镁，需要含氯化镁的苦卤的质量为x，
x=950t；
（5）A、钢水中添加超纯氧化镁，可以降低钢水的含碳量，有利于制得高端特种钢，故说法正确；
B、镁燃料电池是将化学能转化为电能，故说法错误；
C、镁合金、铝合金具有质轻而坚硬的特性，可以制造车辆，故说法正确；
故选AC；
（6）依据图1提供的信息，镁基储氢材料获得最佳脱氢效果的条件是300℃、镁直径30～50mm。
15． C 铅笔芯
【详解】A、氮气化学性质稳定，可用作灯泡填充气，延长其使用寿命，不符合题意；
B、铝合金硬度大，可用作飞机机身材料，不是能导电，不符合题意；
C、铁粉化学性质比较活泼，能与空气中的氧气和水反应生成铁锈，可用作食品保鲜吸氧剂，符合题意；
D、石墨是灰黑色，质地较软，容易留下痕迹，可用作铅笔芯。
故选C，填：铅笔芯。
16． 将尾气点燃
【详解】一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙与a处产生的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀与水，该反应的化学方程式为：；
一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳为可燃性气体，则可将尾气点燃，或将尾气用气球收集起来等。
17．(1)C
(2) 硬度大（或抗腐蚀性能强） （合理即可）
(3) 分子间有间隔，加压分子间隔减小
(4) 通过燃烧提供热量 增大（反应的）接触面积 解：设至少需要含80%的赤铁矿的质量为x

答：至少需要含80%的赤铁矿的质量为800t
【详解】（1）A、二氧化硫会导致酸雨，是空气污染物，不符合题意；
B、PM2.5会导致雾霾，属于空气污染物，不符合题意；
C、二氧化碳不是空气污染物，符合题意；
D、臭氧有毒，属于空气污染物，不符合题意；
故选C；
（2）大量使用钢而不是纯铁的原因是合金的硬度和抗腐蚀性比纯金属强；
铝比铁的活动性强，所以铝能与硫酸亚铁反应生成硫酸铝和铁，化学方程式为；
（3）天然气的主要成分是甲烷，甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为；
气态天然气加压能压缩成液态装在钢瓶中的原因是分子间有间隔，加压分子间隔减小；
（4）①焦炭在高炉炼铁中不仅可以制取CO用于炼铁还可以燃烧提供热量；
②加入的赤铁矿石通常需要粉碎，粉碎的目的是增大反应物的接触面积，充分反应；
③日产含铁448t的生铁，至少需要含80%的赤铁矿的质量是800t,过程见答案。

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