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初中化学

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    目前钢铁是人类用量最大的金属材料,每年人们都要从矿物中冶炼出大量的铁.炼铁的主要反应原理可表示为:Fe2O3+3CO
     高温 
    .
     
    2Fe+3CO2.下列对该反应的分析正确的是(  )
    A.该反应属于置换反应
    B.一氧化碳发生了还原反应
    C.Fe2O3在反应中提供了氧,具有氧化性
    D.该反应属于复分解反应

    本题信息:化学单选题难度容易 来源:未知
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本试题 “目前钢铁是人类用量最大的金属材料,每年人们都要从矿物中冶炼出大量的铁.炼铁的主要反应原理可表示为:Fe2O3+3CO 高温 . 2Fe+3CO2.下列对该反应的分析正确...” 主要考查您对

氧化反应

还原反应

置换反应

复分解反应

金属的冶炼(铁的冶炼)

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  • 氧化反应
  • 还原反应
  • 置换反应
  • 复分解反应
  • 金属的冶炼(铁的冶炼)
定义:
氧化反应:物质与氧发生的化学反应,如S+O2SO2;H2+CuOH2O+Cu.
氧化反应与缓慢氧化:
氧化反应 缓慢氧化
概念 物质与氧(包括氧气)发生的化学反应 物质与氧气发生的缓慢的,不易察觉的氧化反应
举例 所有与氧气发生的反应 铁生锈,食物腐烂
联系 氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化两种
相同点 ①都是氧化反应②都放出热量

定义:
还原反应:含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应。如C+2CuO2Cu+CO2↑,CuO被夺去了氧变成了铜,发生了还原反应。
氧化还原反应和非氧化还原反应:
1. 氧化还原反应:一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫做氧化还原反应。(高中阶段会具体讲解)

2. 非氧化还原反应:(高中阶段会具体讲解) 非氧化还原反应指化学反应过程中既没有氧的得失,一也没有化合价发生改变的反应。复分解反应是非氧化还原反应。如
HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3
概念:由一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。

特征:
单质+化合物→新单质+新化合物

表达式:
A+BC=B+AC

 置换反应的规律和发生条件:
规律 发生条件 实例
H2+金属氧化物→金属+水 ①加热
②K、Ca、Na、Mg、Al等的氧化物除外
H2+CuOCu+H2O
3H2+Fe2O32Fe+3H2O
碳+金属氧化物→金属+CO2 ①高温
②K、Ca、Na、Mg、Al等的氧化物除外
C+2CuO2Cu+CO2
3C+2Fe2O34Fe+3CO2
金属+酸→盐+氢气 ①浓硫酸,硝酸具有氧化性,和金属反应不生成氢气;
②在金属活动性顺序中排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢
Zn+2HCl==ZnCl2+H2
Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2
2Al+3H2SO4(稀)==Al2(SO4)3+3H2
金属+盐→新盐+新金属 ①盐必须能溶于水
②在金属活动性顺序表中,排在前面的金属才能置换出后面的金属
③钾、钙、钠很活泼,与盐溶液反应不能置换出金属
Cu+Hg(NO3)2==Hg+Cu(NO3)2
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

复分解反应:
(1)概念:两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,形如AB+CD==AD+CB
(2)特点
①一般在水溶液里进行,两种化合物中的离子互换。
②元素的化合价不改变。
(3)复分解反应的实质:复分解反应从微观角度看,是反应物之间相互交换离子,阴、阳离子重新结合生成沉淀或气体或水。如酸与碱发生中和反应的实质为:H++OH-==H2O。


复分解反应发生的条件:
 规律  发生的条件
金属氧化物+酸 生成物中有水,一般都能反应
 酸+碱→盐+水  中和反应,有水生成,一般都能反应
 酸+盐→新酸+新盐  生成物种有沉淀,气体或水
 碱+盐→新碱+新盐  生成物种有沉淀,气体或水
 盐1+盐2→新盐1+新盐2  生成物种有沉淀

 常见的复分解反应:
常见的有沉淀生成的复分解反应
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH
CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4
FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaCl
NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3
H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl

常见的有气休生成的复分解反应
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2
2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O

常见的有水生成的复分解反应
NaOH+HCl==NaCl+H2O
Na2CO3+HCl==NaCl+H2O+CO2

易错点:

       例如CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O这样的反应不是复分解反应。因为,根据复分解反应的定义。只有两种化合物互相交换成分,生成两种新的化合物的反应才是复分解反应。如:H2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2HCl这个反应中,硫酸的成分(氢离子和硫酸根离子)与氯化钡的成分(氯离子和钡离子)互相交换,形成了硫酸钡和盐酸。而CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O反应中二氧化碳的成分(C和O2)并没有与氢氧化钙的成分(钙离子和氢氧根离子)互相交换,所以这样的反应不是复分解反应。同理,CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O和SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O之类的反应也不是复分解反应。

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
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

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

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

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:
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

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
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