金属的冶炼与保护

│金属的冶炼与保护·科学广东教育版│知识网络知识网络·科学广东教育版常见金属的冶炼方法设备工业炼铁模拟炼铁金属的冶炼与保护金属冶炼金属保护金属资源的保护金属矿物金属冶炼铁生锈条件的探究铁的冶炼铜的冶炼控制变量法原理原料及各部分作用原理装置操作注意事项│考点聚焦考点聚焦·科学广东教育版考点1金属矿物铁矿石：赤铁矿(________)，磁铁矿(__________)，钛铁矿(FeTiO3)，黄铁矿(FeS2)；铜矿石：赤铜矿(Cu2O)，孔雀石[Cu2(OH)2CO3]；铝矿石：铝土矿(Al2O3)，明矾(KAlSO4·12H2O)。Fe3O4Fe2O3│考点聚焦·科学广东教育版考点2金属的冶炼1．模拟炼铁(1)铁的冶炼原理：一氧化碳还原氧化铁的方程式__________________________。_________________________________________。图5－1Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2│考点聚焦·科学广东教育版(2)实验现象：固体由红色逐渐变成________，澄清石灰水变________。(3)此实验的操作步骤：①实验前要先检查装置的气密性；②要先___________后________，以防__________________________________；③实验完毕，先___________，继续_______________________，以防_________________________________；④尾气中的一氧化碳要用________或________等方法处理。黑色浑浊通一氧化碳加热空气混合加热引起爆炸一氧化碳与撤掉酒精灯通一氧化碳至试管冷却氧气进入将铁再次氧化点燃收集│考点聚焦·科学广东教育版2．工业炼铁(1)原料：________、________、石灰石。(2)设备：高炉。(3)铁的冶炼过程：工业炼铁时，把铁矿石跟焦炭、石灰石分别加入高炉，从下面通入热风，在炉内生成一氧化碳，把铁矿石还原成铁。C＋O2=====点燃________、CO2＋C=====高温________、Fe2O3＋________CO=====高温________________2Fe＋3CO2铁矿石焦炭CO22CO3│考点聚焦·科学广东教育版3．冶炼金属的常用方法：(1)热还原法：利用具有还原性的物质，将金属从它们的化合物中还原出来的方法；(2)电解法：通电将金属从它们的矿物中还原出来的方法；(3)直接加热法：通过加热将金属的化合物分解得到金属单质的方法。│考点聚焦·科学广东教育版考点3铁的锈蚀与防护(1)铁生锈的条件：与_____________和_______同时接触。(2)防锈措施：①保持金属表面的________。如：菜刀用完后擦干挂起来。②金属表面涂上一层_____________。如：刷漆、涂油、电镀等。③改变铁的单一结构，制成合金钢。如：不锈钢。[注意]①铁生锈的两个条件缺一不可。②由于铁锈是一种疏松多孔的物质，水分子和氧分子能穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至全部被锈蚀。当铁接触易跟它发生反应的化学物质(如酸溶液等)时，就更容易被锈蚀。铁锈的主要成分是____________。空气(或氧气)水干燥保护膜Fe2O3│考点聚焦·科学广东教育版考点4金属保护(1)从资源的采掘与开发方面：______________________；___________________；___________________。(2)从保护金属材料和制品方面：___________________。有计划、合理地开采资源寻找金属的代用品回收再利用废旧金属防止锈蚀│归类示例归类示例·科学广东教育版►类型一铁的冶炼命题角度：原理、实验操作的注意事项及工业炼铁的方法。例1图5－2是课堂中模拟炼铁的实验装置。图5－2│归类示例·科学广东教育版(1)写出图中标有序号的仪器名称：①________，②________。(2)实验过程中，先要进行的是________。(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)Ⅰ.加热Ⅱ.通一氧化碳(3)A中反应的化学方程式是_______________________。B中反应的化学方程式是__________________________，B中观察到的现象是________________________。(4)该装置的不足之处是________________________________________________________。Ⅱ铁架台试管3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O澄清的石灰水变浑浊没有尾气处理装置(或没有用燃着的酒精灯处理尾气等)│归类示例·科学广东教育版[解析]在实验前应先通入一氧化碳以排除玻璃管内的空气，防止加热一氧化碳和空气的混合物发生爆炸；炼铁的原理是一氧化碳夺取铁的氧化物中的氧元素，生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；在反应进行之前通一氧化碳，反应结束继续通一氧化碳以保护生成的铁不破氧化，所以排入空气中的尾气中往往混有一氧化碳，最后应对尾气进行处理，可以点燃或收集起来。│归类示例·科学广东教育版图5－3甲是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图，乙图是高炉炼铁示意图。请回答下列问题。图5－3│归类示例·科学广东教育版(1)写出甲图中硬质玻璃管内反应的化学方程式：____________________________________。(2)甲图中尾气处理的目的是_______________________________________。(3)乙图中高炉炼铁时焦炭的作用是：①_____________________________；②_____________________________。(4)为什么乙图中生铁出口低于炉渣出口？答：__________________________________。(5)高炉炼铁会产生大量的高炉气体，其主要成分是高浓度的CO和氧化铁尘粒。请你对高炉气体的处理提出合理化的建议__________________。3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2防止尾气中的一氧化碳污染空气产生热量(或“提高炉温”)产生一氧化碳因为生铁密度大于炉渣密度回收利用│归类示例·科学广东教育版[解析](2)一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中；(3)炼铁加入焦炭，首先焦炭与空气中的氧气反应生成二氧化碳，放出热量，二氧化碳进一步与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物；(4)炉渣浮在铁水的上方说明炉渣的密度比铁水的密度小；(5)高炉气体一氧化碳和氧化铁粉尘可以回收再利用。[方法点拨]在用一氧化碳还原铁矿石的实验过程中，要特别注意在加热前必须将管内空气排尽，排放的尾气要进行处理才能排放。注意观察装置中的加热仪器不同，一个是酒精灯，一个是酒精喷灯，一氧化碳还原铁矿石的反应条件是需要高温的。│归类示例·科学广东教育版►类型二金属的锈蚀和防护例2[2011·日照]图5－4是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验(铁钉在不同环境中)，实验一段时间后，得出的结论错误的是()图5－4命题角度：铁生锈的条件和防止铁生锈的方法。│归类示例·科学广东教育版A.甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为：乙＞甲＞戊B.丙中的铁钉不生锈C.铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触D.丁中铁钉生锈最严重[解析]D实验甲铁钉在有水、与空气接触的条件下会锈蚀，但实验乙通入氧气，比实验甲锈蚀得更快些，实验戊铁钉隔绝水分，不易锈蚀，故A选项正确；实验丙中铁钉隔绝了空气和水分，所以不生锈，故B选项正确；实验丁中铁钉虽然与水接触，但隔绝了空气，也不易生锈，故D选项错误。│归类示例·科学广东教育版[2010·潍坊]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.①③②B.②①③C.③①②D.③②①[解析]切青菜后用清水冲洗，菜刀遇到水分和氧气，容易生锈；切湿咸菜后未清洗，因咸菜上有盐分，能加快菜刀的锈蚀；菜刀切肥猪肉后等于涂上一层油脂，隔绝了空气和水分，能有效防止锈蚀。B│归类示例·科学广东教育版[方法点拨]防止铁制品生锈，除了要保持铁制品表面的洁净和干燥以外，采用保护膜是最普遍而又最重要的防锈措施，这层保护膜阻止了铁与氧气的反应。