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初中三年级化学

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首页 初中三年级化学知识 金属的冶炼（铁的冶炼） 金属的锈蚀与防护 物质的推断 试题正文
  • 填空题
    铜和铁是生产、生活中广泛使用的金属．
    （1）下图是工业炼铁原理的实验示意图．气体A是 _________ 和红棕色粉末B是 _________ ．广口瓶中可观察到的现象是 _________ ；用化学方程式表示炼铁的反应原理是 _________ ；该实验中尾气的处理方法可以为 _________ ．

    （2）铁生锈的条件是 _________ ；铜表面也容易生成绿色的铜锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，化学式为 _________ ．
    （3）老师用生锈的铜片、铁粉和稀硫酸进行实验，实验过程如图所示（部分生成物己略去）．

    紫红色固体C的化学式为 _________ ．写出反应②中反应的化学方程式 _________ ．
    本题信息：2012年专项题化学填空题难度一般 来源:刘敬
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本试题 “铜和铁是生产、生活中广泛使用的金属．（1）下图是工业炼铁原理的实验示意图．气体A是 _________ 和红棕色粉末B是 _________ ．广口瓶中可观察到的现象是 ___...” 主要考查您对

金属的冶炼（铁的冶炼）

金属的锈蚀与防护

物质的推断

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  • 金属的冶炼（铁的冶炼）
  • 金属的锈蚀与防护
  • 物质的推断
金属冶炼：
金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程

矿石
①工业上能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
②常见的矿石赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿(FeS2)、褐铁矿(Fe2O3·xH2O)、水铝石(Al2O3·H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、磁铁矿(Fe3O4)、方铅矿(PbS)、孔雀石 [Cu2(OH)2CO3]、赤铜矿(Cu2O)、铝土矿(主要成分是Al2O3)、黄铜矿(主要成分是CuFeS2)、辉铜矿(主要成分是Cu2S)。


铁的冶炼
①原理：把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要的反应原理是：
在高温下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，其反应的化学方程式是： Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

②炼铁的原料及作用：
铁矿石：提供原料
焦炭：提供能量，产生还原剂
石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。

 ③设备：高炉

④高炉内有关反应：
a.产生CO提供能量：C+O2CO2；CO2+C2CO
b.在高温下用CO将Fe从Fe2O3中还原出来：3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2
c.用石灰石将矿石中的SiO2转变为炉渣除去。
CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2CaSiO3

⑤产品：生铁

炼铁高炉中出铁口低于出渣口的原因：
炼铁高炉中出铁口与出渣口的高低取决于铁水和炉渣的密度〔铁水的密度大于炉渣的密度)。
金属的冶炼方法：
①热分解法(适用于Hg,Ag不活泼的金属的冶炼，加热使其氧化物分解) 如:
2HgO=Hg+O2↑

②热还原法(适用于金属活动性顺序表中，Zn- Cu金属的冶炼)
a.用H2作还原剂(优点:制得金属纯度高，污染小) 如:Fe3O4+4H23Fe+4H2O

b.用焦炭、一氧化碳作还原剂(易混入杂质，污染大气，适合工业化大规模生产) 如:
炼铁的反应方程式为Fe2O3+3CO2Fe +3CO2
炼锌的反应万程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑

c.用Al作还原剂(铝热剂用来焊接铁轨) 如:
8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3

d.电解法(适用于活泼金属Na,Mg等的冶炼) 如:
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ ；MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑

e.湿法冶金(从溶液中通过化学反应来获取金属) 如:
Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
金属锈蚀：
      金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。

铁生锈条件的探究
实验装置
实验现象 几天后观察A试管中铁钉生锈，在水面附近锈蚀
严重，B,C试管中的铁钉没有生锈
实验分析 A试管中的铁钉同时跟水、空气(或氧气)接触而生锈;
B试管中的铁钉只与水接触不生锈;
C 试管中的铁钉只与干燥的空气(或氧气)接触不生锈
实验结论 铁生锈的条件是与水、空气(或氧气)同时接触

易错点：
①探究铁生锈的条件时采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，目的是赶走水中溶解的氧气；再加上植物油用来隔绝空气。

②环境中的某些物质会加快铁的锈蚀，如与酸、食盐溶液等接触的铁制品比钢铁生锈更快。

③铁生锈的过程。实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程(缓慢氧化)。反应过程相当复杂，最终生成物铁锈是一种混合物。铁锈(主要成分是Fe2O3·H2O)为红色，疏松多孔，不能阻碍内层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。

④许多金属都易生“锈”，但“锈”的结构不同，成分不同。铜在潮湿的空气中也能生“锈”，铜锈即铜绿，其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的产物。
金属制品的防锈原理及方法:
(1)防锈原理根据铁的锈蚀条件不难推断出防止铁生锈的方法是使铁制品隔绝空气或隔绝水。

(2)防锈方法：
①保持铁制品表面洁净和干燥，如菜刀不用时擦干放置。
②在钢铁表面覆盖保护膜、如车、船表而涂油漆。
③在钢铁表而镀一层其他金属，如水龙头表面镀铬、镀锌。
④用化学方法使钢铁表面形成致密的保护膜，如烤蓝。
⑤改善金属的结构，如将钢铁制成不锈钢

(3)除锈方法
物理方法：用砂纸打磨，用刀刮。
化学方法：用酸清洗(酸不能过量)，发生的反应为：Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O。
概念：
     物质的推断就是运用物质的特殊性质和特征反应．根据实验现象得出正确的结论。同一推断题可能存在多个突破点，可以从不同角度或不同种方法寻找解题突破口，同叫检验推断结果，保证答案的准确性。推断题题型具备考查知识面广、综合性强、题型多变、思维容量大等特点。要解好此类题口，要求大家要有扎实的元素化合物的基础知识和实验技能，还必须具备科学、严密的思维方法和良好的分析问题、解决问题的能力。


常见物质的颜色：
多数气体为无色，多数固体化合物为白色，多数溶液为无色。
黑色固体：MnO2、CuO、Fe3O4、C粉、铁粉(Fe)活性炭
蓝色固体：CuSO4·5H2O（胆矾）、Cu(OH)2（氢氧化铜）、CuCO3（碳酸铜）
红色固体：Cu（紫红色）、Fe2O3（红棕色）、红磷：P（暗红色）、Fe(OH)3(红褐色)I2碘（紫红色）
黄色固体：硫磺（单质S）
绿色固体：碱式碳酸铜（铜绿）[Cu2(OH)2CO3]
蓝色溶液：含Cu2+溶液：CuSO4(硫酸铜溶液)、CuCl2（氯化铜溶液）Cu(NO3)2（硝酸铜溶液）
黄色溶液：含Fe3+的溶液（棕黄色）：FeCl3(氯化铁溶液)、Fe2(SO4)3（硫酸铁溶液）Fe(NO3)3（硝酸铁溶液）
浅绿色溶液：含Fe2+的溶液：FeCl2（氯化亚铁）FeSO4（硫酸亚铁）Fe(NO3)2（硝酸亚铁）
其他溶液：石蕊试液（紫色）、高锰酸钾溶液（紫红色）
无色气体：N2、CO2、CO、O2、H2、CH4
有色气体：Cl2（黄绿色）、NO2（红棕色）
有刺激性气味的气体：NH3(此气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色)、SO2、HCl（氯化氢）
有臭鸡蛋气味：H2S硫化氢

 气体的特征：
①有刺激性气味的气体：HCl、SO2、NH3
②有颜色的气体：Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)
③无色无味的气体：O2、H2、N2、CO、CO2。

特征反应:
特征反应 常见反应
在催化剂作用下发生的反应 双氧水或氯酸钾分解
通电发生的反应 电解水
产生大量白烟的燃烧 磷燃烧
发出耀眼白光的燃烧 镁带在空气中燃烧，铝箔在O2中燃烧
产生明亮蓝紫色火焰并生成有刺激性气味气体的燃烧 硫在氧气中燃烧
产生淡蓝色火焰且罩在火焰上方的小烧杯内壁有水珠出现 氢气在空气中燃烧
产生蓝色火焰的燃烧 CO和CH4在空气中燃烧
有火星四射的燃烧 铁在氧气中燃烧
生成蓝色沉淀的反应 可溶性碱+可溶性铜盐
生成红褐色沉淀的反应 可溶性碱+可溶性铁盐
溶液加酸放出CO2气体 碳酸盐（或碳酸氢盐）+酸
固体加酸放出气体 氢前金属或碳酸盐+酸

推断题的解题步骤及突破口的选择：
1．解题步骤
(1)审题：认真审读原题，弄清文意和图意，理出题给条件，深挖细找．反复推敲。
(2)分析：抓住关键，找准解题的突破口，突破口也称为“题眼”，指的是关键词、特殊现象、物质的特征等等．然后从突破口出发，探求知识间的内在联系，应用多种思维方式，进行严密的分析和逻辑推理，推出符合题意的结果，
(3)解答：根据题目的要求，按照分析和推理的结果，认真而全面地解答。
(4)检验：得出结论后切勿忘记验证。其方法是将所得答案放回原题中检验，若完全符合，则说明答案正确。若出现不符，则说明答案有误，需要另行思考，推出正确答案。

2．突破口的选择
(1)颜色特征：根据物质的特殊颜色进行判断。包括常见固体、沉淀、溶液、火焰的颜色。

(2)反应特征

(3)物质状态特征
常见固体单质：Fe、Cu、C，S，P；气体单质：H2、O2、 N2；气体化合物：CO、CO2、CH4、SO2；常温下呈液态的物质：H2O、H2O2、酒精、H2SO4.

(4)反应条件特征
点燃：有O2参加的反应；通电：H2O的电解；MnO2 作催化剂：KClO3分解制O2、H2O2分解制O2；高温： CaCO3分解、C还原CuO、炼铁；加热：KClO3、KMnO4、 Cu2(OH)2CO3的受热分解。

(5)以三角关系为突破口
 

(6)以物质特征现象为突破口
①能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2。
②能使黑色CuO变红(或红色Fe2O3变黑)的气体是H2或CO，同体是C。
③能使燃烧着的小条正常燃烧的气体是空气，燃烧得更旺的气体是O2，熄灭的气体是CO2或N2；能使带火星的木条复燃的气体是O2.
④能使白色无水CuSO4。粉末变蓝的气体是水蒸气。
⑤在O2中燃烧火星四射的物质是Fe。
⑥在空气中燃烧生成CO2和H2O的物质是有机物，如CH4、C2H5OH等。
⑦能溶于盐酸或稀HNO3的白色沉淀有CaCO3、 BaCO3；不溶于稀HNO3的白色沉淀有AgCl、BaSO4。

(7)以元素或物质之最为突破口 ①地壳中含量最多的元素是O，含量最多的金属元素是Al。
②人体中含量最多的元素是O2。
③空气中含量最多的元素是N。
④形成化合物最多的元素是C。
⑤质子数最少的元素是H。
⑥相对分子质量最小、密度也最小的气体是H2.
⑦相对分子质量最小的氧化物是H2。
⑧自然界中硬度最大的物质是金刚石。
⑨空气中含量最多的气体是N2。
⑩最简单的有机物是CH4。
最常用的溶剂是H2O。
人体中含量最多的物质是H2O。

(8)以特定的实验结果为突破口
实验结果 可能情况分析
固体混合物加水后出现不溶物 a．源混合物中有不溶物．如CaCO、、 Al(OH)3等 b.混合物中物质反应生成沉淀，如 Na2SO4和BaCl2、Na2CO3和Ca(OH)2等
向固体混合物中加水得到无色溶液 混合物中一定不含含Fe2+、Fe3+ 、Cu2+、MnO4-
生成有色沉淀 a．生成红褐色Fe(OH)3，是Fe3+的盐与碱溶液反应，如FeCl3+3NaOH== Fe(OH)3↓+3NaCl
b．生成蓝色沉淀．是Cu2+的盐与碱溶液反应，如2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓ +Na2SO4
常见沉淀的性质
①既不溶于水义不溶于酸
②能溶于酸但不生成气体
③能溶于酸且生成气体
④加足量酸沉淀部分溶解		 ①如BaSO4和AgCl
②不溶的碱，如Mg(OH)2
③不溶的碳酸盐，如CaCO3
④沉淀为混合物，既含BaSO4或AgCl中的至少一种，又含有CaCO3、Mg(OH)2等不溶物

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