九年級化學金屬復習總結2

九年級化學金屬資源的利用和保護知識

地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物形式存在．怎樣將自然界中的這些化合物變成能為我們利用的金屬單質呢？通過學習本課題，你一定會找到滿意的答案．

1．我們已經接觸過的具有還原性的物質有_______________、____________、_________（寫化學式）．2．怎樣將氧化銅變成單質銅，寫出有關的化學反應方程式．

1．把鐵礦石冶煉成鐵的過程中，主要的反應原理是什么？（用化學方程式表示）

2．在實際生產時，使用的原料或產物一般都含有雜質，在計算時，應先把不純物的質量轉化成_____________．

3．鐵生銹的條件是與_________和_________直接接觸，用_____________、____________、_____________等方法可以防止鋼鐵生銹．

4．保護金屬資源的有效途徑是______________、______________、______________以及______________等．

【學習目標】

1．了解生鐵和鋼的冶煉方法及原理．

2．探究鐵生銹的條件，并能尋找防止鐵生銹的方法．3．掌握含雜質計算的計算方法．4．了解保護金屬資源的有效途徑．

一、鐵的冶煉

在自然界中沒有單質鐵存在，要想得到單質鐵只能通過鐵礦石冶煉．自然界中常見的含鐵礦石有磁鐵礦（Fe3O4），赤鐵礦（Fe2O3），黃鐵礦（FeS2），菱鐵礦（FeCO3）等，它們是煉鐵的主要原料．在初中階段，我們只研究磁鐵礦和赤鐵礦的冶煉．

磁鐵礦和赤鐵礦所含的主要成分都是鐵的氧化物，可以利用還原劑將它們變成單質鐵．反應原理為3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2但在實際生產過程中，把鐵礦石煉成鐵是一個復雜的過程．工業(yè)上煉鐵的主要原料有鐵礦石、

焦炭、石灰石和空氣；煉鐵的主要設備是高爐，冶煉過程如下：（1）在高溫下，焦炭跟氧氣反應生成二氧化碳；

C＋O2

（2）二氧化碳被焦炭還原成一氧化碳．

CO2＋C

（3）一氧化碳再跟鐵礦石中的氧化物反應，生成鐵．

3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2

CaO

2COCO2

為了確保CO只與Fe2O3反應，還需將礦石中含的雜質SiO2除去．石灰石高溫分解成氧化鈣，CaCO3

＋CO2↑，氧化鈣再與二氧化硅反應，CaO＋SiO2＝＝＝＝CaSiO3（硅酸鈣），硅酸鈣作為爐渣會從鐵水中分離出來，從而達到除去二氧化硅的目的．

由于鐵礦石的成分復雜，所以在實際生產時，所用的原料或產物一般都含有雜質，所以在計算成本或產量時應考慮到雜質問題．

二、含雜質物質的化學方程式計算

化學方程式所表達的都是純凈物質發(fā)生化學變化時的相互關系，各化學式所規(guī)定的化學量，反映的是純凈物之間的數(shù)量關系．

但在現(xiàn)實生活中絕對純凈或理想純凈的物質是不存在的，或多或少都含有雜質，當進行計算時所含雜質改變了各物質間的質量關系．因此當參與反應的物質含雜質時，應先要把含雜質物質的質量換算成純凈物質的質量，再進行計算．

純物質質量＝不純物質總量×純物質所占質量分數(shù)

如：有1000g含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦，其中Fe2O3的質量＝1000g×80%＝80g，再如，有1000kg含雜質4%的生鐵，則純鐵質量應是：1000kg×（1－4%）＝960kg．

例：某赤鐵礦含F(xiàn)e2O380%，用3000t這種礦石，可煉出含雜質4%的生鐵多少噸？分析：計算時應注意把反應物和生成物都換算成純物質的量，再代入化學方程式計算．解：設3000t這種礦石，可煉出生鐵質量為x，根據(jù)題設：純Fe2O3質量＝3000t×80%＝2400t純Fe質量＝x（1－4%）＝x96%代入化學方程式中：Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

160112

2400tx96%

1602400t112x96%

x＝

1122400t1600.96＝1750t

答：可煉出含雜質4%的生鐵1750t．1．怎樣防止鐵制品生銹？答：常用的防止鐵生銹的方法有：

（1）組成合金，以改變鐵內部的組織結構．例如把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力．

（2）在鐵制品表面覆蓋保護層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法．根據(jù)保護層的成分不同，可分為如下幾種：

a．在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或燒制搪瓷、噴塑等．例如：車廂、水桶等常涂油漆；機器常涂礦物性油等．

b．在鋼鐵表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等．這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質接觸而生銹．

c．用化學方法使鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹．

（3）保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一種很好方法．2．煉鐵和煉鋼有何不同？

答：煉鐵是把鐵從礦石中還原出來，而煉鋼是把生鐵中的碳含量降下來．原料原理主要設備產品生鐵冶煉鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣Fe2O3＋3CO高溫2Fe＋3CO2高爐生鐵用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元素轉爐、平爐、電爐鋼煉鋼生鐵、廢鋼需要注意的是，生鐵和鋼都是鐵的合金，都是不純的物質，尤其不能把鋼看作純凈物．1．要密切聯(lián)系生活，將學過的知識積極地運用，加以適當?shù)姆治�，不需死記硬背�?/p>

［例1］某同學晚上幫媽媽做飯，切完青菜就將菜刀放在砧板上，第二天早晨發(fā)現(xiàn)菜刀生銹了．試問：（1）菜刀上是否發(fā)生了化學反應？（2）菜刀為什么會生銹？（3）為了防止這把菜刀生銹，該同學應該怎么做？

答案：（1）菜刀生銹，生成了與鐵不同的物質，即生成了新物質，發(fā)生了化學反應．（2）用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又與空氣中的氧氣接觸，滿足了鐵銹蝕的條件，所以生銹．（3）為防止菜刀生銹，可將菜刀洗凈擦干，放在干燥處即可，或再涂上一層食用油，起到隔絕空氣的作用．

點撥：防銹的方法和措施有多種，但我們應考慮到該同學是在家里，因而要防止菜刀生銹，只需用日常常用且簡便易行的防銹方法即可．

2．在研究鐵的冶煉過程時，應區(qū)別焦炭和一氧化碳的作用，雖然焦炭也有還原性，但在煉鐵時起還原劑作

用的是CO，CO是由焦炭和二氧化碳反應得到的．

［例2］某鋼鐵廠高爐煉鐵的主要原料是焦炭、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）、空氣等，主要反應過程如下所示：

（1）在上面方框中寫出有關反應的生成物的化學式．（2）寫出②、③兩步反應的化學方程式

②_____________________________③______________________________答案：（1）CO2，CO；（2）CO2＋C

2CO，3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2

點撥：解本題的關鍵是弄清冶鐵過程中還原劑是什么？它是怎樣生成的？然后根據(jù)題目所給條件綜合分析，便可迎刃而解．

3．在本課題涉及到的計算中，尤其要注意的是關于不純物的計算，一定要先將不純量轉化成純量后再根據(jù)方程式計算．

［例3］若赤鐵礦石中Fe2O3的質量分數(shù)為80%，600t這樣的赤鐵礦可煉出含碳等其他雜質質量分數(shù)為7%的生鐵多少噸？

解：設可煉出含雜質質量分數(shù)為7%的生鐵的質量為xFe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

160112600t×80%x（1－7%）

160480t112x93%x＝

112480t16093%＝365t

答案：可煉出含碳等雜質質量為7%的生鐵365t．

點撥：這類題很容易出錯，錯誤原因主要在于沒有理解哪些是不純物的質量，哪些是純凈物的質量．赤鐵礦和生鐵都是混合物，而在化學方程式的計算中，所涉及到的都是純凈物的質量，只要牢牢把握住這一點，所有含雜質的計算都可迎刃而解．

鐵生銹的用途

我們知道，鋼鐵生銹是鐵的致命弱點，全世界每年有近四分之一的鋼鐵制品由于生銹而報廢．在人們研究防止鋼鐵生銹的過程中，有人就注意到鋼鐵在生銹的過程中，伴隨著一個極其普遍的化學反應現(xiàn)象放熱．利用這個化學反應放出的熱量作為熱源而發(fā)明了一種發(fā)熱劑．這種發(fā)熱劑的主要成分是鐵粉、活性炭、食鹽水、木屑等，發(fā)熱劑和空氣接觸時，鐵屑就要發(fā)生一系列復雜的化學反應而生銹，同時放出大量的熱．為了加快鐵生銹的速度，必須提高鐵和空氣的接觸面，把鐵粉的粒度做得很小，其直徑一般在0.15毫米以下．發(fā)熱劑中食鹽和活性炭也能加快鐵生銹的速度．把發(fā)熱劑裝入塑料袋中，然后再進一步包裝，就可以制成各種各樣的熱散敷袋或化學暖爐，用于取暖或用于醫(yī)療保�。疁囟瓤删S持在50℃～60℃，并能持續(xù)很長時間．

1．通過實驗回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？

（1）在干燥的空氣中（2）在潮濕的空氣中（3）部分浸在食鹽水中（4）浸沒在植物油中

指導建議：本題可通過實驗來尋找結果，按題目所給要求完成實驗，進行探究．當然還可以利用本課題中所學鐵生銹的條件分析完成．鐵制品在與氧氣、水同時接觸的條件下易生銹．所以在干燥的空氣中，沒有水分鐵不易生銹，而在潮濕的空氣中，既有水，又有氧氣，符合鐵生銹的條件．當鐵部分浸入食鹽水中，隨著水分的蒸發(fā)，液面上的鐵實際上也是處在潮濕的空氣中，所以也易生銹，但浸沒在植物油中，不與氧氣、水接觸，也就不會生銹了．

我國古代將爐甘石（ZnCO3）、赤銅（Cu2O）和木炭粉混合后加熱到約800℃，得到一種外觀似金子的鋅和銅的合金，試寫出反應的化學方程式．（提示：ZnCO3加熱可分解為ZnO）．

指導建議：分析題目，原料是ZnCO3、Cu2O和C而產物是Zn和Cu，而且其中C是一種還原性物質，所以這

是一道利用還原劑從氧化物中冶煉金屬的題目．所以先找Zn和Cu的氧化物．根據(jù)提示：ZnCO3所以可以用C分別還原ZnO和Cu2O，反應的化學方程式如下：

2ZnO＋C

2Zn＋CO2↑2Cu2O＋C

4Cu＋CO2↑

ZnO＋CO2↑

4．某鋼鐵廠每天需消耗5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石，該廠理論上可日產含F(xiàn)e98%的生鐵多少噸？指導建議：首先將不純物的量轉化成純物質量Fe2O3質量＝5000t×76%＝3800t設生鐵質量為x，則純鐵質量＝98%x然后再根據(jù)方程式進行計算．Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

1601123800t98%x

160∶3800t＝112∶98%xx＝

3800t11216098%≈2714.3t

5．冶煉201*t含雜質3%的生鐵，需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石多少噸？指導建議：純鐵質量＝201*t×（1－3%）＝1940t設磁鐵礦石質量為x，則Fe3O4質量為90%x反應原理：Fe3O4＋4CO

3Fe＋4CO2

23216890%x1940t232∶90%x＝168∶1940t

x＝

2321940t1680.9＝2976.7t

所以磁鐵礦質量為2976.7t．

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