第八单元 课题 3 金属和金属材料 金属资源的利用和保护 第 1 课时 课前自主预习 1、地球上的少数金属如金、银等有__________ 形式外，其余都以___________ 存在。出现这种情况的原 因是________________。 【答案】单质 化合物 大多数金属比较活泼 2．写出下列矿石主要成分的化学式。 （1）赤铁矿：________________； （2）磁铁矿：________________； （3）菱铁矿：________________； （4）铝土矿：________________。 【答案】（1）Fe2O3 （2）Fe3O4 （3）FeCO3 （4）Al2O3 3．阅读教材中的有关内容写出炼铁的化学方程式：______，并回答下面的问题： ①______叫还原反应，该反应中氧化铁______变成铁，所以氧化铁发生了______；而一氧化碳______了氧 化铁中的氧，因此一氧化碳发生了______；该反应又叫______，注意氧化还原反应______属于基本反应类 型。 ②在这个反应中一氧化碳的作用是______氧化铁中的氧，使氧化铁发生______，因此一氧化碳作______， 常见的还原剂还有______等（如氢气和氧化铁反应会产生铁和水，碳和氧化铁反应会产生铁和二氧化碳）。 【答案】 Fe2 O3 +3CO 氧化反应 高温 2Fe+3CO2 氧化还原反应 不 含氧化合物中氧被夺去的反应 夺取 还原反应 还原剂 失去氧 还原反应 得到 碳（C） 、氢气（H2）、一氧化碳（CO） 4．赤铁矿、焦炭、石灰石，铁是一种重要的金属材料。如图为高炉炼铁的示意图。 （1）高炉炼铁的原料有赤铁矿(主要成分氧化铁)、焦炭、石灰石和___________。 （2）将原料加入高炉前，固体原料需要粉碎，其目的是__________。 （3）炼铁的主要反应有: ① C  O2 高温 ② C  CO2 CO2 高温 2CO ③____________________ 【答案】热空气 3CO+Fe2 O3 高温 增加反应物之间的接触面积，使之充分反应(或加快反应速率) 3CO2 +2Fe 【详解】 （1）高炉炼铁的原料为：赤铁矿、焦炭、石灰石、高温条件下的氧气，即高温的空气。故答案为：热空气； （2）将原料加入高炉前，可以将固体原料粉碎，以便于增大反应物之间的接触面积，从而提高反应速率， 反应更充分。故答案为：增加反应物之间的接触面积，使之充分反应（或加快反应速率） ； （3）焦炭充分燃烧生成二氧化碳，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成具有还原性的气体一氧化碳，一氧化 碳在高温的条件下还原氧化铁，生成铁和二氧化碳。故答案为： 3CO+Fe2 O3 5．铁的冶炼（教材图 8—20 装置实验） 原理：______。 高温 3CO2 +2Fe。 现象：红色粉末变成______色；澄清石灰水______。 注意：①实验开始时先通入______，再点燃______，防止 CO 与空气混合加热发生爆炸。 ②实验结束后，先______，再通一会儿______，直至玻璃管冷却。即气体为“早出晚归”或“先通后停”。 ③由于一氧化碳有毒，所以一定要有______处理装置。尾气处理可采用______或用______收集的方式。 【答案】 Fe2 O3 +3CO 一氧化碳 尾气 高温 2Fe+3CO2 尾气点燃 黑色 变浑浊 一氧化碳 酒精喷灯 熄灭酒精喷灯 储气装置 6．1000 t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96%的生铁的质量是多少？ （解）设理论上可以炼出含铁 96%的生铁的质量为 x。 （x 不是纯物质的质量，不能直接代入计算） 1000 t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 1000t  80%  800t Fe 2O 3 +3CO 高温 160 2Fe+3CO 2 112 1000t  80% ____ 160  _______ 112 x  _________  583t 答：800 t 氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为 583 t。 Fe 2 O 3 +3CO 【答案】 160 1000t  80% 高温 2Fe+3CO 2 112 x  96% 160 800t = 112 x  96% 112  800t x  583t 160  96% 课堂反馈演练 1．下列金属在自然界主要以单质的形式存在的是 A．铁 B．铝 C．镁 D．银 【答案】D 2．人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与下列因 素有关的是 A．地壳中金属元素的含量 B．金属的延展性 C．金属的导电性 D．金属冶炼的水平 【答案】D 【详解】 人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程，因为铜的活性比较弱， 而铝的活性比较强，存在形式比较复杂，所以金属冶炼的水平就限制了金属的使用。 故选：D 3．下列矿石与其主要成分对应不一致的是 A．磁铁矿—FeCO3 B．铝土矿—Al2O3 C．赤铁矿—Fe2O3 D．黄铁矿—FeS2 【答案】A 【详解】 A、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，不是碳酸亚铁，符合题意； B、铝土矿的主要成分是氧化铝，不符合题意； C、赤铁矿的主要成分是氧化铁，不符合题意； D、黄铁矿的主要成分是 FeS2，不符合题意。 故选 A。 4．某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为 63% ，则该矿石样品中主要成分的质量分数为 A． 95% B． 85% C． 90% D． 80% 【答案】C 5．冶铁的原料中，除铁矿石、焦炭、空气，还应添加的是 A．一氧化碳 B．石灰石 C．二氧化锰 D．碳化铁 【答案】B 【详解】 冶铁的原料中，除铁矿石（原料） 、焦炭（提供热量，将二氧化碳转化为还原剂一氧化碳）、空气（提供氧 气），还应添加的是石灰石（将二氧化硅转化为炉渣）。 故选：B 6．下列反应中，一氧化碳不是还原剂的是 A． CO2  C 高温 2CO B． CO  CuO 高温 CO2  Cu 高温 C． 3CO  Fe2O3 D． 4CO  Fe3O4 3CO2  2Fe 高温 4CO2  3Fe 【答案】A 7．下列关于工业炼铁的叙述中错误的是（ ） A．使用的设备是高炉 B．主要原料为铁矿石、石灰石、焦炭和热空气等 C．主要原理是：2Fe2O3+3C 高温 4Fe+3CO2↑ D．主要产物为生铁 【答案】C 【详解】 A．炼铁的设备是高炉，此选项正确； B．工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气等，此选项正确； C．工业炼铁是在高温的条件下，用一氧化碳来还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，化学方程式为： Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2，此选项错误； D．工业炼的铁中含有杂质，属于生铁，此选项正确。 故选 C。 8．实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关 于该实验，下列说法错误的是 A．实验时，先加热，再通入一氧化碳 B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置 C．实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷却 D．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成 【答案】A 【详解】 A、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，可能发生爆炸，故实验时，先通入一氧化碳，将 装置内空气排尽，然后加热，防止发生爆炸，符合题意； B、一氧化碳有毒，散逸到空气中，会污染空气，故为了减少空气污染，应增加尾气处理装置，不符合题意； C、实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷却，防止反应生成的铁高温下重 新被氧化，不符合题意； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成， 不符合题意。 故选 A。 9．观察演示实验 8—20，记录实验现象并分析出现此现象的原因。 直玻璃管内 试管内 酒精灯处 现象 ______ ______ ______ 化学方程式 ______ ______ ______ （交流讨论） ①实验开始时，先______，再______，这样做的目的是______。 ②实验结束时，要先______，再______，原因是______。 ③最后导气管中的气体要接一个燃着的酒精灯，是为了______ ④在一氧化碳与氧化铁的反应中，一氧化碳具有______性，作______剂。 ⑤工业炼铁的主要设备是______，原料是______、______、______。 ⑥用化学方程式表示工业炼铁中焦炭如何转化为一氧化碳： 下层：______； 中层：______。 ⑦工业炼铁中得到的铁______纯净的铁，因为______。 【答案】固体由红变黑 Fe2 O3 +3CO 高温 点燃酒精灯 还原 还原 澄清石灰水变浑浊 2Fe+3CO2 防止爆炸 高炉 气体燃烧，产生淡蓝色火焰 CO2 +Ca(OH)2＝CaCO3  +H 2O 熄灭酒精灯 铁矿石 焦炭 停止通一氧化碳 石灰石 C+O2 2CO+O2 点燃 2CO 防止生成的铁被氧化 点燃 CO2 C+CO2 通一氧化碳 处理尾气 高温 2CO 不是 含有碳 10．如图是工业炼铁示意图，回答下列问题： (1)炼铁厂使用的炼铁设备叫_____________； (2)炼铁时的还原性气体的化学式为_____________； (3)炼出的生铁含碳量一般在_____________范围内； (4)炼铁时使用石灰石，目的是除去矿石中的(填化学式) ____； (5)炼铁时，炉内的热量是来自于_________能转化而来。 【答案】高炉 CO 2%~4.3% SiO2 化学 【详解】 (1) 炼铁厂使用的炼铁设备叫高炉； (2)铁矿石炼铁是把铁矿石、焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从 铁矿石里还原出来，炼铁时的还原性气体的化学式为 CO； (3) 炼出的生铁含碳量一般在 2%~4.3%范围内； (4)石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣，炼铁时使用石灰石，目的是除去矿石中的 SiO2； (5) )炼铁时，炉内的热量是来自于木炭燃烧放热，来自于化学能转化而来 课后巩固拓展 1．下列是 4 种矿石（括号中为主要成分），其主要成分属于单质的是 A．铝土矿 B．金矿 C．白钨矿 D．