中考化学二轮复习第9讲金属冶炼与回收利用

第9讲金属冶炼与回收利用第二部分

物质的性质与应用链接课标思维导图复习学案目录CONTENTS010203直击考点真题链接素养提升040506学科实践0701链接课标知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,体会化学方法在金属冶炼中的重要性;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。知识点过关02思维导图知识点过关03复习学案项目主题:铜钱的前世今生铜钱是中国古代货币的重要形式。秦始皇统一中国,规定全国统一使用圆形方孔货币“半两钱”,沿用到清末。在这两千多年时间里,“方孔圆钱”的铜钱一直是主要货币形式,那铜钱是如何铸造的呢?➡活动1:采矿、粉碎【问题1】铜在自然界中存在的形式如何呢?分析:少数不活泼的金属如金、银等以

的形式存在,大多数的金属都以

的形式存在,即以金属矿物的形式存在。

任务一:铜钱前世——金属冶炼古法炼铜主要经历5个流程:单质化合物结论:铜的化学性质比较活泼,自然界中大多数铜以

的形式存在于铜矿石中,如孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。

【问题2】铜矿石为什么要进行粉碎?

➡活动2:焙烧、冶炼步骤1:将孔雀石[主要成分为Cu2(OH)2CO3]高温焙烧,得到CuO和另外2种无毒的氧化物,反应的化学方程式为

。

化合物增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分。Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑高温步骤2:CuO转化为Cu,书写化学方程式:①

(火法炼铜与工业炼铁原理相似)。

CO+CuOCu+CO2△②

。

③

。

想一想:方法

更节能环保。

二CuO+H2SO4CuSO4+H2O(合理即可)CuSO4+FeFeSO4+Cu(合理即可)➡活动3:铸造铜钱铸造时,在铜中加热熔合锌等金属,因此铜钱是

(填“合金”或“纯金属”),属于

(填“混合物”或“纯净物”)。

【讨论】铜钱为什么制成合金,而不用纯铜?合金混合物合金硬度大,耐磨损,耐腐蚀。任务二:铜钱今生——金属回收利用朝迁市变,铜钱的形式与组成也会随之变化,需要回收重铸。下列是处理生锈铜钱{主要含锌、铜、铜锈[Cu2(OH)2CO3)]}的主要流程,回收制得的铜可用于铸造新铜钱。【资料】铜锈能与稀盐酸反应:Cu2(OH)2CO3+4HCl

2CuCl2+CO2↑+3H2O(1)粉碎的目的是

。

(2)溶液A中的溶质是

。

(3)加入稀盐酸后可能发生的置换反应的化学方程式为

(写一个),该反应能够发生的原因是

增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分Zn+2HClZnCl2+H2↑

ZnCl2、CuCl2、HCl

在金属活动性顺序中,锌排在氢的前面(或Zn+CuCl2ZnCl2+Cu锌的金属活动性比铜强,能置换出铜)(4)操作a的名称是

。

(5)生锈铜钱中锌元素的质量

(填“>”“<”或“=”)回收锌的质量。

(6)地球上金属元素储量有限且不能再生。除了回收利用外,保护金属资源的措施还有

(写出一条)。

过滤<防止金属锈蚀(合理即可)04直击考点考点1金属冶炼1.(2025烟台)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。

任务一:认识铁料的来源(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质

,所以自然界中的铁元素大多以

形式存在。

比较活泼化合物(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是

。

任务二:认识铁锅的制作(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是

(写一种物质名称)溶液。

(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有

(性质)。

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温硫酸铜(合理即可)延展性(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是

。

(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是

。

隔绝氧气和水3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高温选项项目化学知识A节约是中华民族的传统美德回收利用废旧金属有利于节约资源B剧烈体育运动后可适量补充糖类糖类能为人体提供能量C稀有气体可用于制作美丽的霓虹灯稀有气体通电能发出不同颜色的光D劳动时使用铁合金工具铁合金比纯铁熔点高考点2废弃金属的回收利用2.(2025湖南)下列项目中对应的化学知识错误的是(

)D3.某种手机电路板中含有Fe、Cu、Ag、Ni等金属,如图是某工厂回收部分金属的流程图:

资料信息:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,硫酸镍的化学式为NiSO4。(1)金属中加入足量稀硫酸的目的是

,

操作①的名称是

。

使铁、镍与稀硫酸完全反应过滤(2)滤液②中所含溶质的化学式为

。

(3)滤渣①中所含金属的化学式为

。

(4)滤液③和铁粉反应的化学方程式为

。

(5)Cu、Ag、Ni在溶液中的活动性顺序由强到弱依次是

。

(6)相比于直接焚烧废旧电路板回收金属,该工艺的主要优点是

(写出一条)。

FeSO4Fe+CuSO4FeSO4+CuCu、AgNi>Cu>Ag节约金属资源,减少有害气体的排放(合理即可)05真题链接1.(2025广东)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。某种制备铁镍合金器件的主要工序如图。ⅰ.制铁粉:3H2+Fe2O32Fe+3X,则X为

,参加反应的H2与Fe2O3的质量比为

(填最简整数比)。

ⅱ.制纯镍粉:Ni+4CONi(CO)4(气态)Ni+4CO,示意图如下,则温度较高的是

(填“a”或“b”)区。

H2O3∶80aⅲ.将铁粉、纯镍粉与石蜡黏结剂混合,制成原料颗粒。(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是

。

(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是

。

与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有

(写一条)。

适当升高温度(或搅拌)

用N2作保护气,防止在烧结时,Fe、Ni被氧气氧化硬度大(或强度大或耐腐蚀)(4)渗碳:通过渗碳技术可优化产品性能。对比右图中不同温度下含碳量随渗层深度变化的曲线,可得出的结论是

(写一条)。

某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0mm、含碳量为0.6%的要求,图中三个温度中最适合的是

℃。

温度相同时,渗层深度越大,含碳量越低(或渗层深度相同时,温度越高,含碳量越高)10002.铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。

增大反应物之间的接触面积,使反应更快、更充分图1(1)“溶铜”前,粉碎处理铜原料的目的是

。

(2)“溶铜”中,存在Cu与O2生成CuO的反应,该反应属于

(填基本反应类型)。“操作1”的目的是除去难溶性固体杂质,该操作名称为

。

(3)“制箔”中,发生反应的化学方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2X,X的化学式为

。物质X可用于

和

工序。

化合反应过滤H2SO4溶铜酸洗(4)“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在

(填字母)内。

a.45~49℃b.50~52℃c.53~55℃d.56~60℃cCa(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O图2(5)“酸洗”后,用熟石灰中和酸性废液,其反应的化学方程式为

。

3.(2024深圳)铁黄(FeOOH)是一种颜料,以某硫铁矿废渣(主要成分为Fe2O3,含有少量的SiO2,其余成分不考虑)为原料,制取铁黄,以下是制取工艺流程。注:铁黄不与水反应,SiO2不与水和H2SO4反应。(1)过程Ⅰ的化学方程式为

,

滤渣Ⅰ中的物质有

(填化学式)。

(2)过程Ⅱ的操作名称为

。

(3)过程Ⅲ中的化学方程式为FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+Na2SO4,该反应属于

(填基本反应类型)反应。

(4)①FeOOH随着温度的升高,可以加热分解成Fe2O3,写出其反应的化学方程式:

;

Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O

SiO2过滤复分解△2FeOOHFe2O3+H2O②温度不同时,生成的Fe2O3颜色如下表:温度/℃400700750800颜色橘红鲜红鲜红暗红如果想获得鲜红的Fe2O3,应把温度控制在

。

700~750℃06素养提升1.依据铜锈的组成元素,可推测铜锈蚀过程中空气中的CO2和H2O参与反应,但不能确定O2是否参与反应。设计系列实验(如图)探究铜生锈的条件。【实验现象】一段时间后,A中铜片表面有绿色物质生成,B、C、D中铜片表面无明显现象。组别实验结论A和B对照铜生锈需要

参与

对照

铜生锈需要O2参与A和D对照铜生锈需要

参与

【实验分析】二氧化碳(或CO2)A和C水(或H2O)铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],铜生锈的化学方程式为

。

青铜文物从出土到展出需经过除锈、矫形、补配、拼接、缓蚀、封护、做旧等一系列复杂的修复工艺。博物馆通过调控保存环境降低馆藏青铜文物的腐蚀速度。2Cu+H2O+CO2+O2Cu2(OH)2CO32.我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是:“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图(已知:Zn的熔点为420℃,沸点为907℃)。请结合图文信息,分析思考,解决问题:(1)炉甘石主要成分属于

(多选,填字母)。

a.纯净物 b.化合物 c.混合物 d.氧化物(2)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是

。

(3)煤属于

(填“可再生”或“不可再生”)能源。“其底铺薪”中的“薪”的作用是

。

ab

增大反应物间的接触面积,使反应更快更充分不可再生作燃料,提供高温(4)高温炉内,碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO,反应的化学方程式为

。ZnCO3中碳元素的化合价为

。

(5)冷凝器通过控制温度除去CO的同时液态锌流出,故温度应控制在

。

(6)我国古代冶锌晚于铁和铜,结合已知信息,分析说明其中的原因是