九年级化学下册 题3 金属资源的利用和保护 新版新人教版

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一氧化碳还原氧化铁的实验探究(规律方法) (1)本实验对温度要求较高,所用酒精灯需加上网罩加热或使 用酒精喷灯. (2)实验开始时要先通入一氧化碳,以排尽玻璃管中的空气,避 免加热时发生爆炸. (3)实验结束时应先停止加热,继续通入一氧化碳至冷却至室 温,防止高温的铁被氧化. (4)由于一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,因此必须有尾 气处理装置,装置中右侧的酒精灯所起的作用是点燃未反应 的一氧化碳气体,防止污染空气. 例1 请你对实验进行分析并回答: (1)给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯,要用其　　　　(填“外焰”、“内焰”或“ 焰心”)进行加热.  (2)实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是 　　　　　 ,反应的化 学方程式是　 .  (3)实验前先通入CO,再开始加热的原因是 　 ,实验 后先停止加热,再停止通入CO的原因是(答一点)　 .  (4)实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯,其作用是 　 .  〔解析〕　(1)酒精喷灯的外焰的温度最高,加热时要 用外焰.(2)在高温下,一氧化碳将氧化铁还原为铁,同 时生成了二氧化碳,所以观察到实验中玻璃管里氧化铁 粉末的颜色变化是红棕色粉末变黑色.(3)玻璃管内有 空气,高温时通入一氧化碳易发生爆炸,所以,实验前先 通入一氧化碳,排尽玻璃管中的空气,再开始加热;由于 还原出的铁温度较高,易与空气中的氧气反应重新生成 铁的氧化物,因此实验后先停止加热,再停止通入一氧 化碳,直到玻璃管冷却为止.(4)为了防止一氧化碳对大 气的污染,实验时要在装置末端a处燃着一盏酒精灯,除 去反应剩余的一氧化碳. 外焰 (2016·黄冈模拟)炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应,某同学利 用该原理设计了一个实验,实验装置如图所示. 由红棕色逐渐变为黑色 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 除去装置中的空气,以免加热时装 置发生爆炸 作保护气,以免生成的铁在高温下被氧化 除去尾气中的一氧化碳,以免一氧化碳污染空气 1.下图是一氧化碳还原氧化铁的实验.请回答下列问题: (1)一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为: 　 . (2)A处的现象是　 , B处的现象是　 . (3)C处酒精灯的作用是 　 . 2 3 23 2 3CO Fe O Fe CO  高温 红棕色固体变为黑色固体　 澄清的石灰水变浑浊 将尾气燃烧掉,防止污染空气 提示:一氧化碳具有还原性,在高温下还原氧化铁生成铁与二氧化碳;A处的 现象是红棕色固体变为黑色固体,B处的现象是澄清的石灰水变浑浊;一氧 化碳是一种有毒的气体,C处酒精灯的作用是将尾气燃烧掉,防止污染空气. 含杂质物质的有关计算(规律方法) 2.解答含有杂质物质的化学方程式的计算可按三步进行.第一步:将含有杂质物 质的质量换算成纯物质的质量(纯物质质量=含杂质物质质量×纯度);第二步: 将纯物质质量代入化学方程式进行计算;第三步:将计算得到的纯物质质量换算 成含杂质物质质量(含杂质物质质量=纯物质质量÷纯度). 1.化学方程式所表示的都是纯净物之间的化学反应.因此在计算过程中,不论是 反应物还是生成物,代入化学方程式的都必须是纯净物的质量. 例2 (2016·永州中考)工业上用100 t 含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石,理论 上可以冶炼出含铁96%的生铁的质量是 (　　) A.56 t B.58.3 t C.70 t D.72.9 t B 2.某钢铁厂每天消耗4000 t含Fe2O380%的赤铁矿,该钢铁厂理论上可日 产含Fe 98%的生铁的质量是多少?(计算结果保留到0.1 t) 解:Fe2O3的质量为4000 t×80%=3200 t.设理论上可 以炼出纯铁的质量为x. Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 3200 t x 160 112 3200t x  ,x=2240 t. 该厂理论上日产含铁98%的生铁的质量为2240 t÷98%≈2285.7 t. 答:该厂理论上可日产含铁98%的生铁质量是2285.7 t. 提示:本题主要考查含杂质物质的有关计算.代入化学方程式进行计算的必须为 纯物质的质量,故而先求出赤铁矿中氧化铁的质量,已知氧化铁的质量,求出生成 纯铁的质量,再依据生铁中含铁的质量分数即可求出生铁的质量. 铁制品的锈蚀与防护(规律方法) 2.防止铁生锈常用的方法 (1)干:保持铁制品表面洁净和干燥. (2)膜:在铁制品表面覆盖保护膜,如在车、船的表面喷涂油漆,在机械表面涂油, 在杯子表面烧涂搪瓷等. (3)镀:在铁制品表面镀一层其他金属,如在钢铁表面镀锌、镀铬等. (4)烤:用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜,如锯条上的烤蓝. (5)改:改变金属的组成和结构,添加合金元素,如在铁制品中加入镍制成不锈钢, 可以增强耐腐蚀性能. 1.探究金属腐蚀的条件通常采用控制变量法设计对比实验来进行.控制 变量法是在控制一个量不同,其他条件都相同的情况下,来研究该变量对 反应的影响的方法. 某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关,设计 的实验如图所示. (1)一周后观察,试管①和③中的铁钉无明显变化,试管②中的铁钉 明显生锈.探究发现,铁生锈的主要条件是铁与　　　　 直接接触,其 中试管②中铁钉的A、B、C三处　　　　处锈蚀最严重.  (2)试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸,其目的是　　　　 .  (3)沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是　　　　 .  例3 〔解析〕　(1)由题意“试管①和③中的铁钉无明显变化,试管②中的铁钉明 显生锈”,则可推测,铁生锈是铁与氧气、水共同存在时发生化学反应的过程. 试管②中铁钉的A、B、C三处中,B处与水和氧气同时接触,最易生锈.(2)试管 ①中加入的蒸馏水要事先煮沸,其目的是除去溶解在水中的氧气.(3)沙漠地区 的空气干燥,缺少水分,所以铁制品不易生锈. 氧气和水 B 除去水中的氧气 空气干燥,缺少水分 3.“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法.分析以下铁钉生锈实验的 设计,得出的结论不正确的是 (　　) A.对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加 B.对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加 C.对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D.对比①②③可以说明铁生锈必须有水和氧气同时参加 提示:对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加,故A正确;对比②③ 可以看出有两个变量,无法判断铁生锈需要的条件,故B错误;对比①③ 可以说明铁生锈一定要有水参加,故C正确;对比①②③可以说明铁生 锈必须有水和氧气同时参加,故D正确.故选B. B (2016·烟台中考)久置的铜制品表面能生成绿色的铜锈[主要成分为 Cu2(OH)2CO3],某化学兴趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究. 【提出猜想】根据铜锈的组成元素推测,铜生锈可能是铜与空气 中的二氧化碳、水等物质反应的结果. 【实验设计】兴趣小组同学取打磨光量的铜丝,设计了如图1所 示的四个实验. 例1 【现象分析】若干天后,发现只有D瓶中的铜丝出现绿色的铜锈,其他瓶中的 铜丝均无铜锈出现. (1)实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水,其目的 是　　　　 . (2)B瓶与D瓶中的现象对比,可以得出的结论是　　　　　　　　 . 【实验结论】由上述四个实验可分析得出,铜生锈是铜与空气中的 　　　　 共同作用的结果. 【拓展探究】以锈蚀严重的废铜屑为原料,回收制取纯铜. 查阅资料:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4 2CuSO4+3H2O+CO2↑; Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑. 图2是该兴趣小组设计的两种回收铜的实验方案: 【分析评价】①步骤Ⅱ反应过程中发生了还原反应的物质是　　　　(填化学式). ②步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要进行的实验操作是　　　　 . ③步骤Ⅴ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. ④同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到的铜的质量:方案一　　　　(填“>”或“=”或“<”) 方案二,以上两种方案中,方案二优越于方案一,理由是　　　　 (任答一点). 除去水中溶解的氧气 铜生锈需要二氧化碳 氧气、水和二氧化碳 CuO 过滤 =不需加热 【分析评价】①在化学反应CuO+CO Cu+CO2中,氧化铜失去了氧,发生了 还原反应;②步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要分离难溶性物质,过滤是分离难溶性物质的 方法,所以都需要进行的实验操作是过滤;③因为加入了过量铁粉,所以固体B中 含有铁和铜,加入稀硫酸,铜不反应,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;④根据 质量守恒定律,反应前后元素的种类、元素的质量都不变,两种方案中反应前铜 元素质量相等,所以反应后生成铜的质量相等;方案二与方案一相比较,方案二具 有不需加热、污染小等优点. 〔解析〕　【现象分析】(1)蒸馏水经煮沸后迅速冷却,其目的是除去水中溶解 的氧气;(2)B和D形成对照实验,可以探究铜生锈是否需要有二氧化碳参加反应. 【实验结论】通过上述四个实验可分析得出,铜生锈是铜与空气中的氧气、 水和二氧化碳共同作用的结果. 例2 A~F和X都是初中化学中的常见物质,其中A、C是无色气体,B、F是 红色固体,它们的转化关系如下图所示(部分生成物已省略): (1)写出反应①的化学方程式:　　　　 . (2)写出反应②的化学方程式:　　　　 , 该反应属于　　　　反应(填写基本反应类型). (3)含D的生产、生活用品腐蚀的过程,实际上是D与空气中 的　　　　 发生化学反 应的过程. 〔解析〕　由C能和澄清石灰水作用可知C为二氧化碳,由B是红色固体, 且在高温下与A反应能生成二氧化碳可知,A为CO,B为Fe2O3,D为Fe,铁能和 X溶液反应生成红色固体F,则F为铜,X是可溶性的铜盐. 2 3 23 2 3CO Fe O Fe CO 高温 置换 氧气和水蒸气(写化学式也可)