课题3 金属资源的利用和保护
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1.(2017广西南宁二模)人类使用材料的历史就是人类的进步史。下列物品的主要材质在自然界以单质形式存在的是( )
A.青铜器 B.铸铁宝剑
C.黄金首饰 D.铝制炊具
2.下列有关工业炼铁的叙述中,不正确的是( )
A.炼铁用的设备是高炉
B.炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石
C.炼铁得到的生铁仍为混合物
D.炼铁是用空气中的氧气将铁矿石中的杂质氧化除去
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1.下图为实验室模拟炼铁的装置,现将a g Fe2O3在高温下与足量CO反应,实验结束后测得B中产生6.00 g 白色沉淀,下列说法正确的是( )
A.实验开始应该先打开弹簧夹①
B.该实验过程中共消耗1.68 g CO
C.氧化铁质量为3.2 g
D.硬质玻璃管中固体由黑色变为红棕色
2.下面是某学习小组关于Ag、Au、Cu、Fe、Al这几种金属的学习交流。请你参与交流并回答下列问题:
(1)李明同学在对上述金属分类时,他根据金属的某种化学性质相同,将“Au、Cu、X”划分为一类,你认为X为 。
(2)请你写出上述一种金属与AgNO3溶液反应的化学方程式: 。
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(3)王亮同学查阅到以上五种金属还能开采年限(根据储藏量和目前消耗速度确定)的统计数据(如图所示)。请你结合图示,提出一条金属资源开发利用的合理化建议: 。
三年模拟全练
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1.(2017河南郑州一模,18,★★☆)A~D是初中化学的常见物质,其转化关系如图所示(部分反应物和生成物、反应条件已经略去),A、C常温下为无色气体且组成元素相同,B、D均为黑色粉末,且D为世界上年产量最大的金属。
请回答下列问题:
(1)写出反应①的化学方程式: ;
(2)反应②的基本反应类型是 ;
(3)物质A的一种用途是 。
2.(2016河北二模,28,★★☆)某化学小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图,装置气密性良好)。一段时间后,观察到装置中右侧导管的液面升高,铁钉生锈,试管底部有黑色固体物质。请你分析并回答:
(1)液面上升的原因是 。
(2)黑色固体中一定含有碳,该结论也得到了小组同学的认可,理由是 。
(3)相信你一定在家中做过铁钉分别在水、食盐水中生锈的实验,你的结论之一是铁钉在 (填“水”或“食盐水”)中生锈快。
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五年中考全练
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1.(2018江苏扬州中考,20,★★☆)铜元素有多种氧化物,如CuO、Cu2O。称取14.4 g 仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验(夹持装置省略)。测得实验前后装置B增重4.4 g。下列说法正确的是( )
A.装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2
B.实验开始前应先关闭K2,打开K1,通一段时间CO
C.根据实验数据进行计算,可以确定该固体为Cu2O
D.若缺少装置C,则实验所得Cu、O个数比偏高
2.(2016吉林中考,16,★☆☆)下图为铁制品循环利用的示意图,根据图示回答:
(1)“①”“②”“③”中,一定发生化学变化的是 (填序号);
(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是 (用化学方程式表示);
(3)废旧金属“循环利用”的意义是 (写一点即可)。
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(2018北京丰台一模)暖贴发热利用了铁粉生锈放出热量的原理,某小组同学设计并进行实验,探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。
Ⅰ.探究铁生锈的条件
(1)由实验B和C得出铁生锈需要与水接触,画出实验C的实验装置图。
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(2)证明铁生锈需要与氧气接触的实验现象是 。
Ⅱ.探究影响铁生锈速率的因素
【查阅资料】暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。
【猜想假设】
1.活性炭能加快铁粉生锈的速率。
2.食盐能加快铁粉生锈的速率。
【进行实验】下表是2 g 铁粉、5 g 水与不同量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录。
实验编号
活性炭/g
食盐/g
温度上升值/℃
1
0
0
0.1
2
0.2
0
22.0
3
x
0.1
3.1
4
0.2
0.1
56.3
【解释与结论】
(3)表中x的值为 。
(4)对比实验1和3,得出的结论是 。
(5)欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”,需要对比 (填实验编号)。
【反思与评价】
(6)下列说法正确的是 。
A.暖贴在使用前要密封保存
B.暖贴使用后剩余物可以回收利用
C.利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜
课题3 金属资源的利用和保护
基础闯关全练
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1.答案 C 金的化学性质稳定,在自然界中主要以单质形式存在;而铜、铁和铝都以化合物的形式存在。
2.答案 D 工业炼铁的主要设备为高炉;工业炼铁的主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等;工业炼铁的主要产物为生铁,是一种铁合金,属于混合物;工业炼铁的主要原理是利用一氧化碳的还原性还原出铁矿石中的铁。
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1.答案 C 一氧化碳具有可燃性,所以实验开始时应该先打开弹簧夹②,通入一氧化碳排尽装置内的空气,以免加热时发生爆炸;设参加反应的一氧化碳的质量为x,氧化铁的质量为y,由化学方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O可知:
Fe2O3~3CO~3CaCO3
160 84 300
y x 6.00 g
84300=x6.00g,x=1.68 g
160300=y6.00g,y=3.2 g
还原氧化铁需要的一氧化碳的质量为1.68 g,但是在反应前后都需要通入一氧化碳,另外还有一部分CO通过燃烧提供热量,所以实际通入的CO质量大于1.68 g;一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,硬质玻璃管内的现象是红棕色固体变成黑色。
2.答案 (1)Ag(或银)
(2)Fe+2AgNO3 Fe(NO3)2+2Ag[或Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag或Al+3AgNO3 Al(NO3)3+3Ag]
(3)合理开采金属矿物(或回收利用废旧金属或使用金属代用品等)
解析 (1)Au、Cu均为氢后金属,均不能与稀盐酸、稀硫酸发生置换反应,所以X应为Ag。(2)在金属活动性顺序中,排在Ag前的Al、Fe、Cu都可与AgNO3发生置换反应。(3)金属资源是有限的,保护金属资源的措施有:合理开采金属矿物,回收利用废旧金属,使用金属代用品等。
三年模拟全练
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1.答案 (1)4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2
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(2)化合反应
(3)做燃料或冶炼金属等
解析 根据题目中的信息,A、C常温下为无色气体且组成元素相同,B、D均为黑色粉末,且D为世界上年产量最大的金属及物质间的转化关系可知,A是一氧化碳,C为二氧化碳,B是四氧化三铁,D是铁粉。(1)反应①是一氧化碳还原四氧化三铁生成铁和二氧化碳;(2)反应②是铁和氧气点燃生成四氧化三铁,该反应属于化合反应;(3)物质A是一氧化碳,可以做燃料或冶炼金属。
2.答案 (1)铁钉生锈消耗了试管内的氧气,使试管内压强低于大气压(合理即可)
(2)铁钉是铁合金,含有碳
(3)食盐水
解析 (1)铁钉生锈是铁钉与氧气、水共同作用的结果,铁钉生锈消耗试管内的氧气,使试管内的压强低于大气压,所以装置中右侧导管的液面升高。(2)铁钉是铁合金,含有碳,所以试管底部的黑色固体中一定含有碳。(3)食盐水能加快铁钉的锈蚀速率。
五年中考全练
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1.答案 BC 固体样品中仅含Cu、O两种元素,反应不会生成水;由于一氧化碳是具有可燃性的气体,实验开始前应先关闭K2,打开K1,通入一段时间的一氧化碳,以便排出玻璃管中的空气,防止加热时发生爆炸;由题意可知装置B增重4.4 g,即反应生成二氧化碳的质量为4.4 g,由质量守恒定律可知,铜的氧化物中氧元素的质量是4.4 g×3244×12=1.6 g,所以铜原子与氧原子的个数比是14.4g-1.6g64∶1.6g16=2∶1,则该固体为Cu2O;若缺少装置C,装置B增加的质量偏大,所得Cu、O个数比偏低。
2.答案 (1)①
(2)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
(3)节约金属资源,树立可持续发展的观念(或保护金属资源或节约能源或减少对环境的污染,只要符合题意即可)
解析 (1)铁矿石炼成生铁,有新物质生成,发生化学变化;(2)Fe能和CuSO4溶液反应,反应的化学方程式为Fe+CuSO4 Cu+FeSO4;(3)废旧金属的循环利用可以节约金属资源,节约能源,减少对环境的污染等。
核心素养全练
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拓展训练
答案 (1) (2)A中铁钉不生锈,B中铁钉生锈 (3)0 (4)食盐能加快铁粉生锈的速率 (5)2、3、4或1、2、3、4 (6)ABC
解析 本题通过对铁生锈的条件及影响铁生锈速率的因素的探究,考查了能尊重事实和证据,具有独立思考能力的核心素养。(1)由实验B和C得出铁生锈需要与水接触,则C中铁钉只与干燥的空气接触。(2)A中铁钉不生锈,B中铁钉生锈,可证明铁生锈需要与氧气接触。(3)设计实验时要注意控制变量,故x是0。(4)对比实验1和3,可以得出食盐能加快铁粉生锈的速率。(5)要得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”,可以比较2、3、4或1、2、3、4。(6)暖贴在使用前要密封保存,否则会因铁粉发生锈蚀而失效;暖贴使用后剩余物可以回收利用;利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜。
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