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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） 金属材料 试题正文
  • 填空题
    铁在日常生活中都有较广泛的用途．请回答下列问题：
    （1）在地壳中，铁元素常以 _________ 形式存在，原因是 _________ ；在铁合金中，铁元素以 _________ 形式存在，铁元素的化合价为 _________ ．
    （2）炼铁的原理是 _________ ；百炼成钢（将反复烧红的生铁在空气中不断捶打，转化为钢的化学原理是（用化学方程式表示） _________ ．
    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 “铁在日常生活中都有较广泛的用途．请回答下列问题：（1）在地壳中，铁元素常以_________形式存在，原因是_________；在铁合金中，铁元素以_________形式存在...” 主要考查您对

金属的冶炼（铁的冶炼）

金属材料

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  • 金属的冶炼（铁的冶炼）
  • 金属材料
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
定义：
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。

常见的金属材料包括：
纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料）

几种重要的金属：
(1)铁(Fe)
纯铁具有银白色金属光泽，质软，有良好的延展性，是电和热的良导体，密度为7.86g/cm3，属重金属，熔点为1535℃，沸点为2750℃。

(2)铝(Al)
具有银白色金属光泽，密度为2.70g/cm3，熔点为660℃，沸点为2200℃。具有良好的延展性、导电性和一导热性。在空气中，铝表面能形成一层致密的氧化物薄膜，可阻止铝进一步被氧化;铝对浓硝酸等有耐腐蚀性;在高温时还原性很强，可川来冶炼高熔点金属;导电性仅次于银和铜，常用于制造电线和电缆。

(3)铜(Cu)
具有红色金属光泽，密度为8.92g/cm3，熔点为1083℃，沸点为2595℃。具有良好的延展性、导电性和导热性。铜在干燥的空气中化学性质不活泼，在潮湿的空气中，表面可生成碱式碳酸铜(铜绿)；导电性在金属中仅次于银，用于制造电线、电缆和各种电器。

(4)锌(Zn)
具有青白色金属光泽，密度为7.14g/cm3，熔点为419.4℃，沸点为907℃.锌在空气中比较稳定，在表面能形成一层致密的氧化物薄膜，所以常将锌镀在铁的表面，以防止铁被腐蚀;锌还常用于电镀、制造铜合金和干电池。

(5)钛(Ti)具有银白色金属光泽，密度为4.5g/cm3，熔点为1725℃，沸点为3260℃。具有良好的延展性和耐腐蚀性。钛和钛的合金可用于制造喷气发动机，轮船外壳，反应器和电信器材。
人类使用金属的历史：
人类最早使用的金属制品是青铜器，然后过渡到铁器时代，再后就是铝制品时代。人类使用金属的历史主要与金属的活动性及冶炼技术的难易有关。

金属之最：
(])地壳中含量最多的金属元素—铝(Al)
(2)人体中含量最高的金属元素—钙(Ca)
(3)导电、导热性最好的金属—银(Ag)
(4)熔点最高的金属—钨(W)
(5)目前世界年产址最高的金属—铁(Fe)
(6)硬度最大的金属—铬(Cr)
(7)密度最大的金属—饿(Os)
(8)密度最小的金属—铿(Li)

金属材料的分类：
金属材料可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金，是应用最广泛的金属材料，除黑色金届外其他各种金属称为有色金属。

纯金：
   在欧洲和美洲，把纯金叫做“24K"，"18K”金就是含黄金18份，其余的6份是铜，合为成数，就是七成五。把成数和K数互相折合，可以用下边两个公式：成数÷10×24=K数，K数÷24×10=成数。美国的金元按规定是21.6K，用上面的公式一算，可以知道应该用九成金来铸。普通的金表外壳和金笔尖都是14K，你可以算一算是几成金。
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