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8123金属材料金属的化学性质保护
8-1-2-3金属材料金属的化学性质保护
[学习目标集成]
1、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2、自主实验探究金属的物理性质〔重点探究导电、导热性等〕。
讨论探究物质的性质与用途的关系,知道
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其
他因素。
3、认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金,知道生铁和钢等重要合金,以及合金比纯金属
具有更广泛的用途。
4、知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。
5、初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸以及金属氧化物溶液间的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生
活有关的化学问题。
6、熟悉常见金属的活动性顺序,学会利用金属与酸以及金属化合物溶液通过“置换”推断常见金属活动性
顺序。
7、知道一些常见的金属〔铁〕等矿物,了解从铁矿石中将铁还原出来的方法;了解防止金属生锈的简单方
法,知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性。
重点:
认识金属物理性质的相似性和差异性;金属活动性顺序;从常见铁矿石中提炼铁的原理;金属锈蚀
的条件和金属资源的保护方法
难点:
如何合理开发金属物质的用途;对金属活动性顺序的初步探究及利用金属活动性顺序对置换反应的
判断;冶炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式的计算;如何解决生活中金属锈蚀的问题。
[知识要点梳理]
知识点一:
金属材料
金属材料包括纯金属和它们的合金。
1、几种常见金属
A、常见的重要金属:
铁铝铜锌钛锡金银等
B、金属有许多共同的性质,如:
①金属光泽②良好导电性、导热性③良好的延性、展性④韧性好、
能弯曲等。
(见图22—1)
C、常见金属的各自特性①颜色:
大多为银白色,铜呈紫红色、金呈黄色②状态:
常温下大多为固体,汞
为液体③密度差别很大:
金为19.3,铝为2.7④导电性差异很大:
银为100,铅仅为7.9⑤熔点差别大:
钨为3410℃,锡仅为232℃⑥硬度差别大:
铬为9,铅仅为1.5。
〔一些金属物理性质的比较见图22—2〕
【要点诠释】金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面考
虑。
如银的导电性〔100〕比铝的导电性〔61〕大很多,但电线一般用铝制而不用银制。
因为铝的密度
〔2.7〕比银的密度(10.5)小,价格比银低很多,资源比银丰富得多。
2、合金知识
A、合金:
两种或两种以上的金属〔或金属和非金属〕融合而成的具有金属特性的物质。
很多宝石中由于含有某些金属离子,才使它们变得更加绚丽多彩〔见图22—3〕
【要点诠释】①合金是混合物②合金中至少含有一种金属③合金的性能与组成合金的各成
分的性能不同。
合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大,合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
B、常见的合金〔见图22—4〕
【要点诠释】
①生铁和钢都是铁合金,因含C量不同合金的性能不同,含C量越大,硬度越大;含C量越低,韧性越好。
②合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
知识点二:
金属的化学性质
1、金属与氧气的反应
铁
铝
铜
反应现象
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成一种黑色固体
表面变暗,失去金属光泽
表面变黑,失去金属光泽
化学方程式
4Al+3O2
2Al2O3
2Cu+O2
2CuO
反应特征
都是氧化反应,生成金属氧化物,且都属于化合反应。
【要点诠释】
①钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应,其中铝锌在其表面形成一层致密的氧化膜,
阻止氧化反应的继续进行。
②铁、铜在潮湿的空气中,常温下能够发生缓慢氧化——生锈。
铁生锈的条件是:
铁与水、空气中的氧气
共同作用,铜比铁难生锈,生锈的条件是:
铜与水、空气中的氧气、二氧化碳共同作用。
③镁在空气中可以点燃,剧烈燃烧;铁丝在空气中不燃烧,在纯氧中可以燃烧;铜在空气、氧气中都不燃
烧,但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜;真金不怕火炼,金在高温下也不与氧气反应。
2、金属与酸的反应
铁丝
铝丝
铜丝
反应现象
稀盐酸
铁丝表面产生少量气泡,溶液由无色变成浅绿色
铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没有变化
不反应,没有明显现象
稀硫酸
铁丝表面产生少量气泡,溶液由无色变成浅绿色
铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没有变化
不反应,没有明显现象
化学方程式
稀盐酸
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
稀硫酸
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
反应
特征
1、都属于一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物;
2、根据铜不反应,铁反应较不剧烈,而铝反应现象最剧烈,可初步推断,三种金属的活动性由强到弱依次是:
Al>Fe>Cu;
3、Fe与酸作用,生成的是氯化亚铁〔FeCl2〕、硫酸亚铁〔FeSO4〕,〔注意:
此处铁元素化合价是正二价〕而不是氯化铁、硫酸铁。
【要点诠释】①参加反应的金属必须排在金属活动性顺序氢的前面②酸不能为强氧化性酸:
如浓硫酸、硝酸③金属与酸发生反应后,溶液的质量均增加④金属与酸反应都产生气泡,但快慢有别;都放出热量,但有多有少;溶液的颜色大多不发生变化,铁除外。
3、金属与金属化合物的反应
铁丝浸入硫酸铜溶液
铝丝浸入硫酸亚铁溶液
铜丝浸入硫酸铝溶液
反应
现象
铁丝表面有光亮的红色物质析出,溶液由蓝色变成浅绿色
铝丝表面有黑色物质析出,溶液由浅绿色变成无色
不反应,没有明显现象
化学方
程式
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
2Al+3FeSO4=Al2(SO4)3+3Fe
反应
特征
1、都属于一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物;
2、由铝能置换出铁,铁能置换出铜,可初步推断三种金属的活动性由强到弱依次是:
Al>Fe>Cu;
3、铜不能与硫酸铝溶液反应,是因为铜的活动性比铝的更弱。
【要点诠释】
①参加反应的金属的活动性必须强于盐中的金属。
②参加反应的盐必须溶于水。
避免写出以下错误的化学方程式:
Fe+CuCO3
FeCO3+CuCu+2AgCl
CuCl2+2Ag
③参加反应的金属不能为钾钙钠。
如把钠放入CuSO4溶液中,发生的反应不是
2Na+CuSO4
Na2SO4+Cu而是2Na+2H2O
2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4
Cu(OH)2↓+Na2SO4
知识点三:
金属活动顺序
金属活动顺序表:
1.金属的位置越靠前,活动性越强。
2.H前金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢,H后的金属不能;且金属的位置越靠前,它与酸反应的速率
越大。
3.位于前面的金属能把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来,但K、Ca、Na不能把后面的金属从盐溶液
中置换出来。
【要点诠释】①判断金属与酸溶液的反应能否发生,如分别把铁、铜投入稀硫酸中。
②判断金属与盐溶液的反应能否发生,如分别把锌、铜投入硫酸亚铁溶液中。
知识点四:
置换反应
定义:
置换反应是由一种单质跟一种化合物作用,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
【要点诠释】置换反应的形式为:
A+BC=AC+B,置换反应的有三个特征:
①是化学反应②反应物一定是
单质与化合物③生成物一定是单质与化合物。
知识点五:
金属在自然界的存在
1、在自然条件下,铁、铝中无单质存在,因为这些金属的活动性较强,会与氧气、水等作用生成化合物。
只有极少数的几种很不活泼的金属〔如铂、金、银等〕才能以单质〔游离态〕形式存在。
2、存在于自然界中的矿石〔见图22—5〕
3、地壳中含量最多的金属是铝,其次是铁。
【要点诠释】人类最先使用铜,而后铁,使用铝只有一百多年的历史,主要与三种金属的化学性质、冶炼
难易有关;
知识点六:
金属〔铁〕的冶炼及含杂质的化学方程式的计算
1.铁的冶铁:
A、炼铁所用的原料:
铁矿石、焦炭、石灰石。
【要点诠释】
①焦炭的作用:
a提供热量:
C+O2
CO2b提供还原剂CO:
CO2+C
2CO
②石灰石的作用:
将矿石中的SiO2转化为炉渣CaSiO3:
CaCO3
CaO+CO2↑CaO+SiO2=CaSiO3
B、炼铁的原理
炼铁就是把铁矿石、焦炭、石灰石一起放入高炉中,利用还原剂CO把铁从它的化合物中还原出来。
实验装置:
如图22-6所示
图22-6
实验步骤:
①检查装置的气密性;②将适量的氧化铁放入玻璃管内,并固定装置;
③通入一氧化碳气体,并点燃酒精灯;④待装置内的空气完全排净后,点燃酒精喷灯给氧化铁加热;
⑤当玻璃管内红色粉末变为黑色时,停止加热;⑥待玻璃管内的固体冷却后,停止通入一氧化碳气体,
并熄灭酒精灯;
实验现象:
红色粉末变为黑色,澄清的石灰水变浑浊,尾气点燃产生蓝色火焰。
反应的化学方程式(炼铁的原理):
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
实验本卷须知
①先通入一氧化碳气体,排净装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合,加热,发生爆炸;
②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化。
同时,
实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸。
③尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,所以尾气要经过点燃处理,防止一氧化碳直接排放污染空气。
④假设实验中没有酒精喷灯,也可用酒精灯代替,不过要在火焰上加一个金属网罩,使火力更加集中,提
高温度。
【要点诠释】上面的化学方程式是以赤铁矿石为原料。
假设以磁铁矿为原料:
4CO+Fe3O4
3Fe+4CO2
假设以菱铁矿为原料:
FeCO3
FeO+CO2↑FeO+CO
Fe+CO2
假设以黄铁矿为原料:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2〔污染环境〕
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
冶炼金属选择矿石要考虑的因素:
①矿石的纯度②矿石的金属含量③对环境的污染④矿石在本地区的储量。
2.根据冶铁原理进行化学方程式计算
由于化学方程式所表达的都是纯净物发生化学变化时的相互关系,各化学式所规定的化学量,反映的是纯净物之间的质量关系。
而实际炼铁中所用的矿石是不纯的,炼出的生铁也是不纯的,因此进行有关计算时要注意换算。
计算公式:
【要点诠释】
(1)化学方程式所表达的物质间的质量关系都是参加反应的纯净物间的关系
〔2〕但参与反应或生成的是含杂质的物质时,要换算成纯物质的量,再进行计算。
做题时要重视审题,
把握题目中所给的质量分数是纯度还是杂质的质量分数。
如用200t含杂质20%的赤铁矿石用于炼铁,
参加反应的纯净物不是200t×20%,而是200t×(1-20%)
(3)各种物质间的关系为:
纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度
知识点七:
金属资源的保护和利用
1、铁锈蚀的条件及防锈蚀方法
A、做铁生锈条件的探究实验要注意的问题①铁钉必须洁净无锈②只有空气的试管必须干燥③所需水必须
是蒸馏水而且煮沸后迅速冷却。
B、铁生锈的条件:
铁同时与水、空气中的氧气共同作用。
C、铁锈与铝、锌表面的氧化膜不同,前者疏松,后者致密。
D、防止铁生锈的方法:
①保持铁制品表面的洁净和干燥。
②在铁制品表面形成保护膜:
刷漆、涂油、
镀一层其它金属、在铁制品表面形成致密的氧化物保护膜。
③改变铁制品的内部结构,制成不锈钢。
2.保护金属资源的有效途径为:
a.防止金属锈蚀。
b.废旧金属的回收利用。
c.合理有效的开采矿物。
d.寻找金属的替代品等。
[规律方法指导]
1、置换反应过程中固体或溶液质量变化的分析与计算
a.金属与酸反应:
活泼金属与酸反应,产生氢气,此时固体不断溶解,质量减少,而溶液质量增加。
如:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
242
假设有24份质量的镁与适量的盐酸恰好完全反应,那么产生2份质量的氢气,盐酸溶液变为氯化镁溶液,
且质量要增加24-2=22份。
b.金属与金属化合物的溶液反应:
金属与盐溶液反应,溶液质量的变化取决于参加反应的金属与生成的金属的质量差。
反应过程中要能
结合实际反应的物质进行分析,当固体质量增加时,相应的是溶液质量要减少;假设固体质量减少时,溶
液质量也就相应地增加了。
如:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu溶液质量减少
5664
当有56份质量的铁与适量的硫酸铜溶液恰好完全反应,那么生成铜的质量为64份,即固体质量要增加
64-56=8份,相应地溶液由硫酸铜变为硫酸亚铁溶液,且减少8份质量。
又如:
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu溶液质量增加
6564
当有65份质量的锌与适量的硫酸铜溶液恰好完全反应,那么生成铜的质量为64份,固体质量要减少
65-64=1份,相应地溶液由硫酸铜变为硫酸锌溶液,且增加1份质量。
2.铁、铝与酸反应的化学方程式的书写
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,不要错写2Fe+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2↑;
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,不要错写为Al+H2SO4=AlSO4+3H2↑
3.金属除了能与一些金属化合物在溶液中反应外,在一定条件下还能与某些氧化物发生化学反应。
如2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe,该反应曾经被工人用来修补铁轨;又如3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2,铁匠在打
铁时,要将铁器进行“淬火”,就是将烧红的铁器迅速浸入到冷水中,让铁与水在高温条件下反应,在
铁器的表面形成一层致密的氧化物薄膜,起到保护铁制品的作用。
[经典例题透析]
类型一:
常见金属材料及其应用
题1、灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制,主要原因是〔〕
A、钨的导电性好B、钨的熔点高C、钨的硬度大D、钨的密度大
【思路点拨】金属的用途取决与金属的性质,但还要考虑其可行性。
【解析】钨和锡都能导电,但作为灯泡中的灯丝要具有耐高温的优良性能,因为灯丝在通电时还会产生热量,如果使用的灯丝的熔点低,那么灯丝很容易熔断,而钨与锡比较正是利用钨的熔点高的特性。
【答】B
【总结升华】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但同时还需考虑如价格、资源以及废料是
否易于回收等其他因素。
而物质的用途反应了它具有的性质。
【举一反三】
【变式1】我省目前已有近百家企业参与奥运建设,产品涉及体育器材、建筑材料、相册、食品等。
以下
奥运产品使用的材料属于金属材料的是〔〕
A.部分书册使用了再生纸B.场馆建设使用了大量的钢筋
C.部分相册使用了塑料粒子D.部分印刷油墨使用了无毒、可食用级的大豆油墨
【变式2】阅读下面的短文,并回答以下问题
某校太阳能科技活动小组的同学用口径为1m的铁锅,内壁贴上表面光亮的铝箔,制成太阳灶。
把太
阳灶正对着太阳,太阳灶能将照射到它上面的光和热集中在灶前某处,在该处放一盛水的铝壶,就可将
壶中的水加热(如图22-7所示)。
根据上述短文归纳铝的物理性质与用途,并填入下表中〔至少写出二点〕:
铝的性质
铝的用途
1
2
3
类型二:
金属的化学性质
题2、以下关于金属与氧气反应的观点中正确的选项是〔〕
A、细铁丝在空气中不能燃烧,是因为温度没有达到它的着火点
B、锌在空气中能与氧气发生化学反应,其化学方程式为:
Zn+O2=ZnO2
C、根据各种金属与氧气反应的难易程度,可以初步比较一些金属的化学活泼性
D、金属与氧气发生化学反应时,都需要在点燃或加热的条件下才能发生
【思路点拨】知道不同金属在空气和氧气中的反应情况和现象。
【解析】空气中氧气的浓度较低〔空气中氧气的体积分数约占1/5〕,因此细铁丝在空气中不能燃烧,但
在纯氧中能燃烧,对比实验条件可知空气中铁不能燃烧的原因是氧气的浓度不够;锌与氧气反应生成氧
化锌,锌是+2价,氧是-2价,因此氧化锌的化学式为ZnO;金属与氧气反应时,有许多是在常温下就能
发生的,如铝制品、镁条等表面形成的氧化膜,而这也表达了金属的化学活泼性的差异。
【答案】C
【总结升华】铝锌在空气中其表面形成一层致密的氧化膜,阻止氧化反应的继续进行;铁、铜在潮湿的空
气中,常温下能够发生缓慢氧化——生锈;镁在空气中可以点燃,剧烈燃烧;铁丝在空气中不燃烧,在
纯氧中可以燃烧;铜在空气、氧气中都不燃烧,但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜;真金不怕火炼,
金在高温下也不与氧气反应。
【变式3】〔2017.福建泉州〕以下有关铁及其化合物的说法中错误的选项是〔〕
A、生铁和钢都是铁的合金B、铁在潮湿的空气中容易生锈
C、地壳中含量最多的金属元素是铁元素D、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁
【变式4】“真金不怕火炼”。
这句话说明黄金的化学性质在加强热的条件下〔〕
A、很稳定B、很活泼C、易氧化D、易还原
题3、以下物质能由金属和酸反应得到的是〔〕
A.CuCl2B.AgClC.AlCl3D.FeCl3
【思路点拨】根据金属活动顺序,铁可以和盐酸反应,而实际上铁与盐酸、稀硫酸、某些盐溶液反应时生
成+2价的铁的化合物,即FeCl2、FeSO4而不是生成FeCl3、Fe2(SO4)3。
【解析】根据金属活动顺序,Cu、Ag都位于H的后面不能和酸反应,而Fe、Al位于H的前面可以和盐酸、
稀硫酸反应,生成相应的盐,但Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3而Al和盐酸反应生成AlCl3。
故
选C。
【答案】C
【总结升华】H前金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢,H后的金属不能,且金属的位置越靠前,它与酸
反应的速率越大;Fe与酸作用,生成的是氯化亚铁〔FeCl2〕、硫酸亚铁〔FeSO4〕;金属与酸反应溶液
质量都是增加的。
【举一反三】
【变式5】将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,以下表达正确的选项是:
①铁钉表面产生气泡②液体由无
色逐渐变为浅绿色③铁钉的质量减轻④液体的质量减轻〔〕
A.②③B.①②④C.①②③D.①②③④
【变式6】废旧计算机的某些部件含有Zn、Fe、Cu、Ag、Pt〔铂〕、Au〔金〕等金属,经物理方法初步处
理后,与足量稀盐酸充分反应,然后过滤。
剩余的固体中不应有的金属是〔〕
A.Cu、AgB.Fe、ZnC.Pt、CuD.Ag、Au
例题4、将过量铁粉投入盛有硫酸铜和硫酸锌混合溶液的烧杯中,充分反应后,过滤,留在滤纸上的物质
是〔〕
A、Zn、Cu和FeB、CuC、Zn和CuD、Cu和Fe
【思路点拨】此题的解题关键是能根据金属活动顺序去判断金属和盐溶液能否反应。
【解析】考查金属和盐溶液的反应。
根据金属活动顺序,铁没有锌活泼,比铜活泼,铁可以置换出硫酸铜
溶液中的铜,不能置换出硫酸锌溶液中的锌,加入的铁粉是过量的,因此留在滤纸上的固体是铁和铜。
【答案】D
【总结升华】在金属活动性顺序中,位于前面的金属能把位于后面的金属从他们的化合物溶液中置换出来。
假设金属甲比金属乙活泼那么甲能从溶液中置换出金属乙;假设甲比乙稳定那么甲不能从溶液中置换出金属乙。
但假设在同一溶液中出现两种或多于两种化合物时,再向该溶液中加入某种金属,此时再讨论析出的金属
有哪些,溶液中的溶质是什么,容易出错。
但只要记住“强剩弱不存”就可以了,意思是只要金属活动
性强的金属有剩余,那么活动性弱的金属一定会从溶液中析出。
【举一反三】
【变式7】以下物质中,不能与氯化铜容易发生置换反应的是〔〕
A、镁B、锌C、铁D、银
【变式8】在盛有硝酸汞溶液的试管里,浸入一根洁净的铜丝,过一会儿取出,在铜丝表面可观察到的现
象为______________________,其反应的化学方程式为______________________。
类型三:
金属活动顺序的应用
题5、为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的,某化学兴趣小组设计了图22—8所示的四个实验。
其中不必进行的是〔〕
【思路点拨】根据金属活动顺序可以判断金属和酸、金属和盐溶液的反应能否发生,反过来根据反应的现
象也可以推断金属的活动性。
【解析】利用AB的现在可以判断出Fe在H的前面,Cu在H的后面,利用D实验可以判断出Cu比Ag
活泼,从而可以确定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的,而C不必进行。
【答案】C
【总结升华】金属活动顺序表以H为界限分为H前金属和H后金属。
判断金属活动顺序有不同的方法:
A、分
别与氧气反应,通过不同现象进行对比,如镁比铁活泼①反应条件—镁在空气中可以直接点燃,铁丝在
纯氧中必须通过火柴引燃才能点燃。
②反应的剧烈程度不同。
B、金属与同样质量分数的盐酸或稀硫酸
反应,根据产生气泡的速率判断。
C、金属与盐溶液反应,根据是否置换出金属判断。
【举一反三】
【变式9】将金属Cu投入金属A的盐溶液中,观察到Cu的表面出现银白色物质;金属B投入稀硫酸中,
观察到B的表面有气泡产生。
以下关于金属A、B、Cu活动性的表达正确的选项是〔〕
A、B>Cu>AB.A>Cu>BC.B>A>CuD.A>B>Cu
【变式10】某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,设计了四种方案:
①将Zn、Cu分别加入
到FeSO4溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中④将
Fe分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中,你认为可行的方案是〔〕
A.①或④B.①或②C.②或③D.③或④
类型四:
金属〔铁〕的冶炼及含杂质的化学方程式的计算
题6、联合钢铁工业的基本生产流程示意图22—9所示:
请回答以下问题:
〔1〕写出设备A的名称:
______________________;
〔2〕写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式:
________________;
〔3〕应用化学原理分析,工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是:
____________________;
〔4〕铁粉与生石灰都是常用的干燥剂,现欲用化学方法检验某食品袋中的干燥剂究竟是其中的哪一种?
请你简述方法和现象:
____________________________________________。
〔5〕钢铁公司用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的钢坯多少吨?
【思路点拨】此题的解题关键是了解炼铁的原理,然后根据题目信息逐题解答,有关含杂质方程式的就是
主要搞清楚纯物质和所给量之间的关系:
纯物质的量=不纯物质×纯度。
【解析】考查铁的冶炼知识及相关计算〔1〕炼铁的设备是高炉;〔2〕炼铁原理就是用一氧化碳作还
原剂将铁从其氧化物中还原出来;〔3〕用纯氧提高了反应物的浓度,可以使反应更加剧烈,获得更多的
热量〔4〕铁可以和盐酸反应生成氢气,而生石灰和盐酸反应没有气体生成;〔5〕2000t含氧化铁80%
的赤铁矿中,纯的氧化铁的质量是2000t×80%=1600t,所求生铁的质量是含杂质的,如果设制得的生铁
质量为X,那么纯铁的质量为96%X,然后根据化学方程式,就可以求出X。
【答案】〔1〕高炉
〔2〕3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
〔3〕促使反应更加剧烈,并获得更多的热量
〔4〕加入稀盐酸,有气泡产生的为铁粉,否那么为生石灰〔合理即可〕
〔5〕解:
2000t矿石中含氧化铁的质量为:
2000t×80%=1600t
设1600t氧化铁理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
16056×2
1600t96%x
x=1166.7t
答:
理论上
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