資源簡介

金屬的冶煉
1、人類掌握各種金屬冶煉技術的時間表
在自然界中，僅有少數金屬是以游離態（即單質）的形式存在的，而大多數金屬是以化合態(化合物)的形式存在的。
赤鐵礦
方鉛礦
孔雀石
元素以化合物形態存在則為化合態。
不同金屬的化學活動性不同，它們在自然界中存在形式也各不相同。
化學性質比較活潑的金屬，在自然界中以化合態存在。大多數金屬在自然界中是以化合態存在的，如鋁以鋁土礦形式存在，鐵以鐵礦石形式存在。
元素以單質形態存在則為游離態。
不同金屬的化學活動性不同，它們在自然界中存在形式也各不相同。
少數化學性質不活潑的金屬，在自然界中能以游離態存在，如金、鉑、銀。
通常在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成全屬單質。
可以作還原劑的物質主要有
碳
、一氧化碳
和氫氣
。
2、銅的冶煉
（1）木炭和氧化銅粉末在高溫下的反應：
原理：C
+
2CuO
2Cu
+
CO2
↑
實驗現象：黑色固體逐漸變為紅色，澄清石灰水變渾濁。
氫氣還原氧化銅
【實驗】
原理：H2
+
CuO△Cu
+
H2O
現象：黑色粉末狀固體逐漸變為紅色，試管口有水珠生成。
注意事項：
a試管口應略向下傾斜，為了避免反應中生成的水倒流而炸裂試管。
b氧化銅要鋪在試管底部，為了增大反應物的受熱面積，加快反應速率。
c通氫氣的導管應插到試管底部的氧化銅上方，一是為了避免氧化銅粉末堵塞導管口，二是易把試管里的空氣趕凈，加熱后不致發生危險。
d實驗之前先通氫氣再加熱，為了排除試管內的空氣，防止氫氣與空氣混合加熱時發生爆炸。實驗結束后先熄滅酒精燈，繼續通氫氣，直到試管冷卻為止，為了防止生成的銅在溫度較高時再次被氧氣氧化成氧化銅，使實驗失敗。
小結：氫氣早出晚歸；酒精燈遲到早退。
e在進行計算時，因為要先通氫氣，實驗結束后還要通氫氣，實際所用氫氣的量要遠大于理論用量。
3、鐵的冶煉
鐵礦石的冶煉是一個復雜的過程,但它的主要反應原理是在高溫下，用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石里把鐵還原出來
【實驗】
一氧化碳還原氧化鐵：3CO+Fe2O3
2Fe
+
3CO2
特別提醒：實驗最好在通風櫥中進行。
實驗時應該先通—會一氧化碳，以排除試管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空氣中，應對著火焰燒掉。
3、還原反應與還原劑
含氧化合物里的氧被奪取的反應，叫做還原反應；
能從氧化物中奪取氧的能力叫做還原性，具有還原性的物質可作還原劑。如碳、一氧化碳和氫氣。
二、物質間轉化規律“八圈圖”
例1、只用H2、C、CO、CuO、CaCO3，稀鹽酸六種物質，進行單一或兩兩反應，可寫出生成物中CO2的化學方程式有（???
）
A.3個????B.4個???C.5個?????D.6個
例2、銅是人類最早發現的金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。在實驗室里我們常用氫氣和一氧化碳還原氧化銅來的到金屬銅，下圖甲和乙分別是氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置，有關甲、乙兩實驗說法錯誤的是（
???）
A.甲實驗試管口略向下傾斜是為了防止冷凝水倒流使試管炸裂
B.乙實驗可以通過澄清石灰水是否變渾濁判斷反應是否發生
C.甲、乙兩實驗中，都應先通入氣體，再加熱，以防止發生爆炸
D.甲、乙兩實驗中，氫氣和一氧化碳都將氧化銅變成游離態銅，都發生了置換反應
例3、用含有二氧化碳和水蒸氣雜質的某種還原性氣體測定一種鐵的氧化物（FexOy）的組成，實驗裝置如圖所示：
（1）過程中丁裝置中沒有明顯的變化，而戊裝置中出現了白色沉淀，則該還原性氣體是________.
（2）乙裝置的作用是
________?。
（3）上述實驗中，如果沒有甲裝置，將使測定結果中鐵元素與氧元素的質量比________。（填“偏大”“偏小”或“無影響”）
例4、小金利用圖所示裝置進行甲、乙對比實驗，探究溫度對CO和Fe2O3反應的影響（固定裝置略）。
(1)從實驗安全角度考慮，圖示裝置還應采取的改進措施是____________。
(2)完全反應后，兩組的生成物均為黑色粉末（純凈物），分別用兩組生成物進行以下實驗：
步驟
操作
甲組現象
乙組現象
1
稱量黑色粉末質量/g
m1
m2
2
取黑色粉末，用磁鐵吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末，加入稀鹽酸
全部溶解，有大量氣泡
無明顯現象
4
取黑色粉末，加入足量CuSO?溶液
有紅色物質生成
無明顯現象
①甲組的黑色粉末與稀鹽酸反應的化學方程式是____________。
②小金查閱資料后發現Fe2O3在常溫下不與稀鹽酸、CuSO4溶液反應，故猜想乙組的生成物為Fe2O3。他又發現m2恰好為________g，這可成為支持上述猜想的新證據。
(3)甲、乙兩組實驗說明溫度對CO和Fe203反應有影響，且均體現出CO的________（填寫化學性質）。
1.根據“綠色化學”的思想，某化學家設計了下列化學反應步驟：
該方案的重要目的是為了制備（???
）
A.HBr????B.CaO????C.H2?????D.Hg
2．如圖為氫氣還原氧化銅的實驗裝置圖，下列有關分析正確的是
(
)
A．裝置中試管口需略向下傾斜，主要是為了利于通入氫氣
B．在給試管內藥品加熱前，需先通氫氣排盡試管內的空氣
C．待藥品完全反應后，需同時撤去酒精燈和通氫氣的導管
D．該實驗裝置也可直接用于一氧化碳還原氧化銅的實驗
3.北京市食品藥品監督管理局3月23日通報，某超市銷售的“奇客”蔥香全麥餅被檢出鉛超標.工業中制取鉛的化學方程式為：①2PbS+3O═2PbO+2X；②PbO+C═Pb+CO，下列說法不正確的是（???
）
A.①中X的化學式為SO2???????B.②中生成的CO可以形成酸雨
C.②中C變現出了還原性???????D.②為置換反應
4.某同學對Fe2O3做了如圖探究活動，已知氯氣在水溶液中能將Fe2+轉變為Fe3+
，
且每一步都充分反應。下列分析正確的是（??
）
A.無色氣體可以使澄清石灰水變渾濁??????B.黑色粉末是Fe3O4
C.①過程Fe2O3中的氧元素全部轉人無色氣體???D.②過程有置換反應發生
5.如圖是常見物質間的相互轉化關系，A與C都是由相同兩種元素組成的液體，A、C、E、G為化合物，G為紅色粉末，F為常見金屬單質，其余反應條件、反應物和生成物均已省略。
（1）B的化學式________；
（2）反應②的基本反應類型是________反應；
（3）在反應①中需要加入MnO2作為催化劑，反應前后MnO2的質量和________不變。
6.資料顯示：碳還原氧化鐵的過程如下圖所示：
如圖所示的實驗中，反應前氧化鐵和碳粉的質量分別為32
g和1.2
g，反應后得到氣體A和28.8
g黑色固體B。(1)求白色沉淀的質量是________克。
（2）推斷黑色固體B的化學式。(要求寫出推斷過程)
7.某科學興趣小組的同學用如圖裝置，進行木炭還原CuO的探究實驗，生成物是紅色固體和無色氣體。他們查閱資料后得知氧化亞銅（Cu2O）為紅色固體，猜測反應物比例不同，產物也會不同。生成物中有CO2、CO和Cu，固體還可能有Cu2O，Cu2O能和常見的酸（HNO3除外）反應生成Cu2+和Cu，微量的CO氣體能使濕潤的黃色氯化鈀試紙變藍色。為此，請你和他們一起進行如下探究。
（1）該興趣小組同學設計的木炭還原CuO實驗裝置有何不足之處？
（2）為驗證產生的氣體是CO2和CO的混合物，將混合氣體進行如下操作：
實驗中觀察到________現象，則證明是CO2和CO的混合氣體。
（3）探究紅色固體中是否有Cu2O。設計一個簡便的實驗方案，如下表所示。
實驗步驟
向剩余固體中加入稀鹽酸反應后，靜置
實驗現象與結論
現象：________________；結論：紅色固體中有Cu2O
化學反應方程式
________________________________
8.用以下實驗裝置進行氫氣還原氧化銅，并測定某氧化銅樣品的純度（雜質不與氫氣反應）。
（1）該實驗中，裝置乙的作用是________。
（2）在丙裝置中加入
15
克氧化銅干燥樣品進行實驗，完全反應前后裝置丙和丁的質量如表：
裝置丙
裝置丁
反應前
48.8
克
161.2
克
反應后
46.5
克
163.9
克
①小明根據裝置丙減少的質量就是氧元素質量，則氧化銅的純度為
?
??。
②小麗想根據裝置丁的質量變化進行計算，請幫小麗求出氧化銅樣品的純度。（寫出計算過程）
（3）比較小明和小麗的計算結果，請分析導致這一結果的原因可能是
???。
A.裝置的氣密性不好
B.空氣中的水分被丁處濃硫酸吸收
C.通入的氫氣量不足
D.空氣中的二氧化碳被丁處濃硫酸吸收
1.下列物質的轉化，不能一步實現的是(
)
A.Cu→Cu(OH)2
???B.Ba(NO3)2→BaSO4???C.Zn→ZnCl2
????D.Ca(OH)2→NaOH
2.符合下列轉化關系的物質甲是（???
）
A.Cu????B.CuO???C.Fe2O3???D.Mg
3.三國時的“紅臉”關云長與北宋時的“黑臉”包公本是互不相干的著名歷史人物，一首描述某一化學實驗過程的詩將兩人聯系在一起，詩的內容如下：“包公靜臥水晶房，輕風迎面喜洋洋，忽然一陣烈火起，燒得包公變云長，云長急令退烈火，只留輕風吹暖房。”詩中的“包公”是指黑色CuO粉末，“云長”指的是紅色的銅，則輕風是指(
?
?
)
A.C????B.CO2????C.O2???D.H2
4.下列圖象能正確反映其對應關系的是(???
)
A.①向NaOH溶液不斷滴加稀鹽酸
B.②向一定質量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉
C.③向H2SO4和Na2SO4的混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液至過量
D.④密閉容器內發生了分解反應
5.下列表中各組物質不能按照圖中關系（“→”表示反應一步完成）轉化是(?
)
?
A.A???B.B??C.C???D.D
6.如圖是某科學老師設計的一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置。
（1）在B裝置的液面下降到安全線之前，不能加熱氧化鐵，這是因為________。
（2）反應結束后停止加熱，繼續通CO，此時B裝置的作用是________。
7.現有A、B、C、D、E、F、G七種物質，C、F是最常見的金屬，B是氣體單質，D為淺綠色溶液，G為藍色溶液，它們之間存在如下關系：
（1）推測下列物質的化學式：B________，D________，F________；
（2）寫出C→A轉化的化學方程式：________；
（3）寫出C+E→B+D的化學方程式：________．
8.某氣體可能由CO、H2、水蒸氣中的一種或幾種組成。小科利用下圖的裝置探究其成分，已知無水硫酸銅遇水會變藍色。
（1）甲裝置中盛放的液體是________。
（2）實驗過程中觀察到無水硫酸銅不變色，澄清石灰水變渾濁，則原氣體中一定含有________（填化學式），同時乙裝置中黑色固體變________色。
9.測定
BaCl2·XH2O
中結晶水數目的過程如圖所示：
（1）樣品用蒸餾水來溶解，寫出此過程中電離方程式________。
（2）在操作過濾、洗滌環節中，需要先后用稀硫酸和蒸餾水洗滌沉淀；檢驗沉淀中氯離子是否洗凈的方法是________。
（3）小金同學稱量
a
克樣品，經過一系列的操作后稱得最后
b
克沉淀，計算
BaCl2·XH2O
中的
X=________。（用
ab
表示）
參考答案
例1、B
例2、D
例3、（1）CO（2）吸水，排除對氫氣檢驗造成干擾（3）偏小
【解析】根據還原性氣體與鐵的氧化物反應生成物的驗證來判斷還原性氣體的種類，再利用生成物的質量計算元素的質量，依據元素守恒計算出鐵的氧化物中鐵和氧元素質量，在解答時要注意還原性氣體中雜質是否對結果產生干擾。
（1）丁裝置中沒有明顯變化，則說明沒有水生成，
戊裝置中出現了白色沉淀，
說有有二氧化碳生成，則還原性氣體為一氧化碳；
（2）因要檢驗還原后的產物是否有水，所以要用乙裝置除去原氣體中的水，排除對氫氣檢驗造成干擾
；
（3）如果沒有甲裝置，由含有的二氧化碳會進入戊中，將使測定結果中氧元素質量偏多，則鐵元素與氧元素的質量比偏小。
例4、(1)導管后放點燃的酒精燈或在導管后扎氣球
(2)①Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
②4.64(3)還原性
1.C
2．B
3.B
4.B
5.（1）O2（2）分解（3）化學性質
6.（1）10克
（2）FeO
7.（1）缺少尾氣處理裝置
（2）澄清石灰水變渾濁，濕潤的氯化鈀試紙變藍色
（3）溶液由無色變為藍色；Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O
8.（1）檢驗氫氣中水分是否全部被除盡
（2）①76.7%；
②根據濃硫酸質量的增加量就是生成的水的質量，所以生成水的質量為：163.9g－161.2g=2.7g，設要生成2.7g水需要參加反應的氧化銅的質量為x則：
H2+CuO
△
Cu+H2O
80
18
X
2.7g
解得
x=12g
所以氧化銅的質量12g
（3）B
1.A
2.B
3.D
4.B
5.A
6.（1）CO和空氣混合，加熱可能會發生爆炸（2）收集CO，防止污染空氣
7.（1）H2；FeSO4；Cu
（2）3Fe+2O2
點燃
Fe3O4
（3）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
8.（1）濃硫酸（或濃H2SO4）（2）CO；紅
9.（1）BaCl2=Ba2++2Cl-
（2）取水洗液于試管中，加入稀硝酸酸化，滴加
AgNO3
溶液，若無白色渾濁出現，則表明Cl-已經冼凈
（3）(233a-208b)/18b
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物質的轉化規律（2）

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