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课题3 金属资源的利用和保护
例题精讲
【例题1】常见的铁矿石主要有：赤铁矿（主要成分是Fe O）、磁铁矿（主要成份Fe O）、菱
2 3 3 4
铁矿（主要成分为FeCO）、黄铁矿（主要成分是FeS）。请你从多角度分析这几种矿石哪
3 2
些不适合用来炼铁？
【评析】根据化学式的计算， Fe O 、Fe O、FeCO、FeS 中含铁的质量分数分别为70%、
2 3 3 4 3 2
72..4%、48.3%、46.7%，黄铁矿及菱铁矿中铁的质量分数都较小，并且黄铁矿中含有硫元素，
在炼铁的过程中，很有可能形成二氧化硫气体，排放到空气中引起空气污染，所以上述黄
铁矿及菱铁矿不适合用来炼铁。
【答案】通过化学式计算，黄铁矿及菱铁矿中铁的质量分数都较小，并且黄铁矿中含有硫元
素，在炼铁的过程中，很有可能形成二氧化硫气体，排放到空气中引起空气污染，所以上述
黄铁矿及菱铁矿不适合用来炼铁。
【例题2】用500t含氧化铁质量分数为70%的赤铁矿，可以炼出含杂质4%的生铁多少吨？
【评析】题目所的500t赤铁矿含有不参加化学反应的杂质，需先求出其中参加化学反应的
氧化铁的质量。
【答案】氧化铁的质量为：500t×70％＝350t
设350t氧化铁能生成生铁的质量为x
Fe O+3COCom2Fe+3CO
2 3 bin 2
160 112
350t x×（1-4%）
160 256
x＝255.2t
350t x(14%)
本题还有另一种解法，根据化学式计算。
【例题3】全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的十分之一。某学生想弄清楚铁
生锈是否必须同时有空气和水，他将干净的铁钉放入A、B、C三支试管中，进行研究。
A B C
（1）在上图的每支试管中画出并标明所需的物质和用品；
（2）一周后，编号为__________的试管中铁钉最易生锈；
（3）比较吐鲁番盆地和海南岛两地，铁生锈相对较慢的地区是____________________，
理由是 ；
（4）如何防止家庭中常见的铁制品生锈，简单易行的方法有（列举二种方法）
， 。
【评析】分析铁生锈的条件要做对比实验，考虑到铁生锈与水、氧气有关，根据提供的图，
设计出一个是干燥的空气、一个是有水没有氧气、一个有氧气、有水，一周后，C试管生锈
而A、B试管没有生锈，同时又要画图考查了学生的动手能力。运用地理知识，吐鲁番盆地
气候干燥少雨，铁制品不容易生锈。
【答案】
（1）
A B C
（2）C（3）吐鲁番盆地，气候干燥少雨。
（4）保持铁制品的干燥和洁净，擦干后涂油等。（其他方法也可）
知识训练
基础知识训练
1.地壳中含量最多的金属元素（ ）
A.铁 B.氧 C.硅 D.铝
2.下列物质中不能由金属与盐酸直接反应制得的是（ ）
A.氯化镁 B.氯化锌 C.氯化铁 D.氯化铝
3．盐酸与生铁反应，当生铁反应完毕后，烧杯里留有少量黑色物质，其主要物质为（ ）
A.氧化铁 B.四氧化三铁 C.碳 D.铁粉
4.不锈钢中除了铁之外，其余的两种主要的金属元素是（ ）
A.镍、铬 B.锰、铬 C.铬、钨 D.锰、钨
5．铁在一定条件下容易生锈，下列有关铁生锈的叙述错误的是（ ）
A.铁生锈一定伴随着物理变化
B.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化
C.铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁
D.铁生锈时，会有难以察觉的热量放出
6.下列矿石的主要成分表达错误的是
A.黄铁矿(FeS) B.菱铁矿(FeCO)
2 3
C.黄铜矿(CuFeS) D.辉铜矿(CuS)
2
7.在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是（ ）
A.增大硬度防止撞坏
B.增大厚度防止磨损
C.防止铁生锈且美观
D.美观和杀菌消毒作用
8. 还原铁的某氧化物2.16g，可以得到1.68g铁。则该种铁的氧化物的化学式为（ ）
A.FeO B.FeO C.FeO D.FeCO
2 3 3 4 3
9.如图所示，大试管中是螺旋状光亮的铁丝，把试管倒插在水中放置一段时间，观察到铁
丝表面有___________生成，试管内水面将_________，产生这一现象的原因是
__________________________________________________________。
根据铁生锈的条件，填写出下列铁制品防锈的方法：
（1）钢锯条_______；（2）自行车车架__________；（3）自行车车把____________；
（4）脸盆 _______ ；（5）不锈钢楼梯扶手__________；（6）铁制自来水管___________。
10.若赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%，600t这样的赤铁矿可以炼出含碳等其它质量分
数为7%的生铁多少吨？
综合提高训练
1.下列各项比较中，正确的是（ ）
A.含碳量：生铁＞钢 B.含铁量：FeO＞FeO
2 3
C.地壳中元素含量：Fe＞Al D.韧性：生铁＞钢
2．等质量的镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应完全后，产生氢气的情况如图所示，其中表示铁与稀硫酸反应的是（ ）
A.b B.a C.d D.c
3．将燃着的镁伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，发生的反应方程式为
2Mg+COCom2MgO+C，下列叙述错误的是（ ）
2bin
A.该反应中镁发生了氧化反应 B.该反应中二氧化碳是还原剂
C.该反应属于置换反应 D.镁着火时不能用二氧化碳灭火剂扑灭
4．下列关于生铁和钢的描述中，正确的是（ ）
A．生铁和钢都是混合物，其主要成份都是碳
B．生铁硬而有韧性，既可以铸又可煅
C．生铁与钢的性能由很大的差别，主要是由于生铁和钢中的含碳量不同
D．钢是用铁矿石和焦炭作原料炼制而成的
5. 通过对金属和金属材料的学习，你认为下列做法正确的是
A.将硫酸铜溶液盛放在铁桶里
B.要制取2 g氢气，用56 g生铁与足量的稀硫酸反应
C.将裸露的铁管埋在潮湿的土里
D.将锌镀在铁的表面，以保护铁不受腐蚀
6.把A、B两块质量相等的铁片分别放进盛有等质量，等质量分数的盐酸和硫酸的两个烧
杯中，两烧杯分别放在一天平的左右两个托盘上。充分反应后铁片都有剩余，则天平指针（
）
A.偏向盐酸一边 B.偏向硫酸一边
C.无法判断 D.天平平衡
7. 将30g某合金粉末与足量的稀硫酸发生反应，生成1g氢气，这种合金的成分可能组成
是（ ）
A．镁和铁 B．铁和锌 C．铝和镁 D．锌和铝
8.写出有关的化学反应方程式，并注明反应类型。
（1）铝很难从矿物中提取出来，因此利用电解氧化铝的方法得到金属铝。
___________________________________，反应类型____________________；
（2）古代湿法炼铜，“曾青的铁则化为铜”
___________________________________，反应类型____________________；
（3）法医常用锌和盐酸混合在一起，检验是否砒霜中毒，砒霜的主要成分为As O，若试样
2 3
中有砒霜，则反应生成砷化氢（AsH ），氯化锌和水。写出其反应的化学方程式：
3
__________________________________________________________；
（4）在潮湿的空气中，铜也能与空气中的二氧化碳、氧气、水等发生反应生成铜绿。
___________________________________，反应类型____________________；
（5）一氧化碳在高温下与铁矿石里的氧化铁(FeO)反应，生成铁和二氧化碳，化学反应方
2 3
程式为是______________________________，其中还原剂是____________________。
（6）钛（Ti）因为具有许多神奇性能而越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸
反应，红热时，却可与许多常见的非金属单质反应，钛是航空、宇航、军工、电力等方面的
必需原料，地壳中含钛矿石之称金红石（TiO），目前大规模生产钛的方法是：
2
第一步：金红石、炭粉混合在高温条件下通入氯气制TiCl 和一种可燃性气体，该步发生反
4
应的化学方程式是______________ _，该反应的还原剂是_________。
第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl 反应制得金属钛。
4
①此反应的化学方程式________________________ 。
②如何由上述所得产物中获得纯净的金属钛？简述主要实验步骤并写出有关反应的化学
方程式 。
9.浓硫酸和铜再加热的条件下能发生反应：Cu+2HSO\s\up 5(△ )CuSO+2HO+SO↑。有
2 4 4 2 2
人设计了两种用铜屑制取硫酸铜的方案； O 稀H SO
①Cu CuSO ； ②Cu 2 CuO 2 4 CuSO
浓H 2 SO 4 4 4
这两种方案中，你认为那种方案较好？为什么？
10.如果将一枚质量为12.8g的生锈的铁钉放入盛有87.2g稀硫酸的烧杯中，开始时铁钉
表面的铁锈逐渐溶解，溶液由无色变成_______，后来铁钉表面有_______产生，溶液又逐
渐变成_________。如果等到铁钉完全和稀硫酸反应，称量烧杯中所得溶质量为99.6g，请
你计算生锈的铁钉中单质铁的质量分数。
【中考链接】
1、下列各说法正确的是（ ）
A．在铁板表面镀上一层锌成为白铁，白铁是铁锌合金
B．铁是地壳中含量最多的金属元素
C．炼铁高炉炼出来的是生铁不是钢
D．从高炉排出来的废气，可以直接放空气
2、在轮船的金属外壳上铆上一些锌片，专业人士说可以防止锈蚀，保护船体。有人说
镀锌铁不容易生锈的原因是：表面镀上一层不活泼的金属锌作为保护膜，这种说法正确吗？
3、梦颖同学用实验探究Fe、Mg、Cu等三种金属活动性顺序时，有关反应记录如下：
Fe + 2HCl == FeCl + H↑ Mg + 2HCl == MgCl + H↑
2 2 2 2
Fe + CuSO == FeSO + Cu Cu + 2HCl —— 不反应
4 4
（1）从上述反应中，我获取的信息有： ； 。
（2）深入思考，我能说明镁比铁活泼，其依据是 ；如果补充一个实验（用
化学方程式表示） ，也能说明镁比铁活泼。
（3）我能用金属活动性顺序解释生活中的一些现象，如： 。
答案
基础知识训练
1.D（地壳中的金属含量由多到少是铝、铁、钙……，地核中的最多的元素是铁）
2.C（铁与稀硫酸或稀盐酸生成硫酸亚铁或氯化亚铁）
3.C（生铁中含有碳，不溶于酸）
4.A（不锈钢中含有一定量的铬和镍）
5.C（铁生锈的本质就是铁与氧气、水发生一系列复杂的化学反应，主要成分是氧化铁）
6.D（辉铜矿的主要成分是硫化亚铜CuS）
2
7.C（在金属表面烧制成搪瓷既美观又防锈）
8.A（根据铁元素的质量为1.68g，氧元素的质量为0.48g，则铁和氧的原子个数比为
（1.68：56）：（0.48：16）=1：1）
9.红棕色的铁锈 上升 铁与水空气中O 反应生成铁锈，使试管内的压强减小，
2
烤蓝 喷漆 镀铬 镀搪瓷 形成不锈钢 镀锌10．365t
综合提高训练
1.A（生铁的含碳量比钢高）
2.C（等质量的镁、铝、锌、铁与足量的稀硫酸完全反应，生成的氢气质量由大到小铝、镁、
铁、锌）
3.B（二氧化碳在反应中失去氧，是氧化剂）
4.C（生铁硬而脆，钢有韧性好，可铸、可锻主要区别在于含碳良不同）
5. D
6.B（相同的盐酸和硫酸中氢元素的质量盐酸中多，所以酸不足，放盐酸的一边产生氢气多，
指针偏向）
7. B、D（分别生成1g氢气，需要铁28g、铝9g、锌32.5g、镁12g，只有锌大于30g，另外的
金属质量小于30g的就可以）
8.（1）2AlO=4Al+3O↑ 分解；
2 3 2
（2）Fe+CuSO== FeSO +Cu 置换；
4 4
（3）As O+6Zn+12HCl=2AsH +6ZnCl +3H O
2 3 3 2 2
（4）2Cu+CO +H O+O= Cu (OH) CO 化合反应
2 2 2 2 2 3
高温
（5）Fe
2
O
3
+3CO2Fe+3CO
2
，CO
高温 高温
（6）TiO
2
+2C+2Cl 2TiCl
4
+2CO 碳 ； ①2Mg+TiCl 4Ti+2MgCl
2
②加HCl后过滤 Mg+2HCl=MgCl +H ↑
2 2
9.方案②好，因为方案①过程中会产生二氧化硫气体污染空气，同时若要制取等质量的硫
酸铜，方案①消耗的硫酸多。
10.解：设铁的质量分数为x，生成氢气质量为M(H)=12.8g+87.2g-99.6g=0.4g。
2
Fe+H SO =FeSO+H ↑
2 4 4 2
56 2
12.8x 0.4g
56 2
x=87.5%
12.8x 0.4g
答：铁的质量分数为87.5%。
中考链接答案
1、【评析】合金是指由一种金属和其他金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物
质。A只是在铁的表面镀上一层锌，两者并没有熔合在一起。地壳中含量最多的金属是铝。
炼铁的设备是高炉，而炼钢的设备常用电炉、平炉和转炉；从高炉中排出的废气含有大量
的未反应的一氧化碳气体，直接排放会污染空气。所以本题答案为C。
【答案】C
2、【评析】根据金属活动性顺序表，金属锌的位置比铁靠前，因此锌的活动性应该比金属铁
的活动性强，化学性质比铁活泼，所以遇到锈蚀，锌首先腐蚀，只有当锌全部腐蚀完，铁才
开始腐蚀，这样就保护了铁制品。【答案】这种说法不正确。根据金属活动性顺序表，锌比铁活泼，海水中先腐蚀锌片从而保
护了铁制品。
3、【评析】作为开放性题，答案不惟一，根据Mg、Fe、Cu的金属活动顺序，从中找出活动性
大与小，能否置换出氢气，可以用金属活动顺序来解释生活、生产过程中饿一些现象。
【答案】（1）（三种金属中）铜最不活泼；铁的活动性比铜强（或铁比铜活泼）；在金属活动
性顺序里，位于氢前面的金属能置换酸中的氢；在金属活动性顺序里，位于前面的金属能
把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来；金属能与酸反应生成盐和氢气；金属与酸
反应属于置换反应；……（其它合理答案也可给分，但有关镁最活泼的答案不能给分）
（2）镁与酸反应比铁与酸反应剧烈（或现象明显或相同时间生成氢气多或产生氢气的速率
快；…）（其它通过现象来说明的合理答案也可给分）；
Mg + FeCl ==Fe + MgCl；Fe + MgCl ----(不反应)；…（通过镁能置换出铁或铁不能置
2 2 2
换出镁的化学方程式来说明也可给分）
（3）波尔多液不能用铁制器皿盛装；用新铝水壶烧水后，水壶内壁产生黑色物质；铁比铜
容易生锈；除铁锈时盐酸使用量不能太多；铝在空气中容易被氧化（其它合理答案也可以
给分）。
