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金屬的冶煉與回收金屬的冶煉:
我國古代就已經(jīng)掌握了多種金屬的冶煉技術(shù),如圖三幅圖分別描述的是古人煉鐵、煉銅、煉鋅的場景。
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(1)圖1中,古人將木炭與鐵礦石堆入爐內(nèi),并鼓入空氣,利用生成的CO將Fe2O3轉(zhuǎn)化為鐵單質(zhì),CO與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式為
3CO+Fe2O3
高溫
2Fe+3CO2
3CO+Fe2O3
高溫
2Fe+3CO2
。
(2)中國早在西漢時(shí)期就會(huì)煉鋼,其中一種方法叫“炒鐵”,就是將含碳量過高的生鐵加熱至半流體狀,然后靠鼓風(fēng)或加進(jìn)精礦粉,降低含碳量,請(qǐng)寫出利用“鼓風(fēng)”降低含碳量的化學(xué)方程式
C+O2
點(diǎn)燃
CO2
C+O2
點(diǎn)燃
CO2
。
(3)圖2中,古人在進(jìn)行“濕法煉銅”,是中國古代常用的一種煉銅方法;還有一種方法是火法煉銅,就是將孔雀石和焦炭混合加熱煉銅。先將孔雀石【Cu2(OH)2CO3】加熱分解成黑色固體、水和二氧化碳三種氧化物,化學(xué)方程式為
Cu2(OH)2CO3
2CuO+H2O+CO2
Cu2(OH)2CO3
2CuO+H2O+CO2
,然后利用焦炭在高溫下還原黑色固體獲得金屬銅。
(4)圖3中,古人將爐甘石(主要成分為ZnCO3)和木炭一起密封在泥罐中,在下面墊上煤炭加熱,冶煉鋅單質(zhì)。泥罐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:
ZnCO3
高溫
ZnO+CO2
CO2+C
高溫
2CO
ZnO+CO
高溫
Zn(氣態(tài))+CO2
其中,用泥罐密封是煉鋅的關(guān)鍵,請(qǐng)結(jié)合物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)解釋其原因:
防止Zn、CO與氧氣發(fā)生反應(yīng)
防止Zn、CO與氧氣發(fā)生反應(yīng)
。
金屬的回收:
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國每年報(bào)廢的手機(jī)超過1億部,若不進(jìn)行有效回收利用,會(huì)造成巨大的浪費(fèi)和污染,同學(xué)們對(duì)廢舊手機(jī)中的金屬回收產(chǎn)生興趣。菁優(yōu)網(wǎng)
【提出問題】從廢舊手機(jī)中可以回收到哪些有價(jià)值的金屬?如何回收?
【查閱資料】
ⅰ.手機(jī)電路板中的金屬及其價(jià)格如表所示:
種類 Fe Cu Al Ni Au Ag Pd(鈀)
市場價(jià)格($/t) 365 7175.5 1710.5 14235 4.7×107 7.6×103 2.7×107
礦石中含量 72.4 0.87 29.1 1.02 4 120 0.4
手機(jī)電路板中含量 5 13 1 0.1 350 1380 210
說明:Fe、Cu、Al、Ni的含量用質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示,Au、Ag、Pd的含量的單位為“g/t”。
ⅱ.Ni的金屬活動(dòng)性位于氫前;Pd的金屬活動(dòng)性位于氫后;Ni2+溶液為綠色。
ⅲ.在通常情況下,銅不與稀硫酸反應(yīng),但在供給充足空氣(氧氣),并在加熱條件下,銅在稀硫酸中能緩慢的減少,生成兩種物質(zhì):一種能溶解于水的鹽;一種氧化物。
【實(shí)驗(yàn)方案】
第一步:選擇值得回收的金屬。
依據(jù)資料ⅰ中的數(shù)據(jù),廢舊手機(jī)中有回收價(jià)值的金屬有Au、Ag、Cu、Pd,原因是:
①它們的市場價(jià)格較高;②
它們?cè)谑謾C(jī)電路板中的含量高于其在礦石中的含量
它們?cè)谑謾C(jī)電路板中的含量高于其在礦石中的含量
。
第二步:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分離、回收部分金屬。
序號(hào) 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

取一廢舊手機(jī)電路板,用電吹風(fēng)機(jī)靠近電路焊接點(diǎn)的焊錫吹熱風(fēng),一段時(shí)間后,用鑷子將金屬電路從塑料板中拽出
焊錫熔化
將金屬電路放入燒杯中,加入足量稀鹽酸浸泡
溶液變成綠色,有無色氣泡產(chǎn)生
溶液變成綠色,有無色氣泡產(chǎn)生
?、蛑形慈芙獾慕饘匐娐?,用蒸餾水洗凈后,放入如圖所示裝置中,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
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溶液逐漸變成藍(lán)色,仍有微量金屬固體未溶解
過濾Ⅲ中燒杯中的物質(zhì),洗滌濾紙上的物質(zhì) 濾紙上仍有微量金屬固體
向Ⅳ中得到的濾液中加入鐵片
向Ⅳ中得到的濾液中加入鐵片
得到紅色固體
【問題討論】
(1)由步驟Ⅰ中的現(xiàn)象,可推知的焊錫的物理性質(zhì)是
熔點(diǎn)低
熔點(diǎn)低
。焊錫與錫不同的物理性質(zhì)還有
硬度大
硬度大
(寫一條即可),請(qǐng)用簡單的方法證明:
將兩塊等大的焊錫、錫片相互刻畫,錫片上有劃痕
將兩塊等大的焊錫、錫片相互刻畫,錫片上有劃痕

(2)步驟Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
溶液變成綠色,有無色氣泡產(chǎn)生
溶液變成綠色,有無色氣泡產(chǎn)生
。
(3)步驟Ⅱ所得溶液中,一定含有的金屬元素是
Fe、Al、Ni
Fe、Al、Ni
。
(4)步驟Ⅲ中實(shí)驗(yàn)結(jié)束后溶液變藍(lán),請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋:
2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
。
(5)Ⅴ繼續(xù)對(duì)Ⅳ的溶液進(jìn)行處理,請(qǐng)寫出具體的操作
向Ⅳ中得到的濾液中加入鐵片
向Ⅳ中得到的濾液中加入鐵片
,并用化學(xué)方程式表示此反應(yīng):
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
。
【反思交流】
為了確認(rèn)步驟Ⅳ中濾紙上的金屬成分,應(yīng)進(jìn)一步查閱的資料為
Au、Ag、Pd在加熱條件下,能否與氧氣、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)
Au、Ag、Pd在加熱條件下,能否與氧氣、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)
。

【答案】3CO+Fe2O3
高溫
2Fe+3CO2;C+O2
點(diǎn)燃
CO2;Cu2(OH)2CO3
2CuO+H2O+CO2↑;防止Zn、CO與氧氣發(fā)生反應(yīng);它們?cè)谑謾C(jī)電路板中的含量高于其在礦石中的含量;溶液變成綠色,有無色氣泡產(chǎn)生;向Ⅳ中得到的濾液中加入鐵片;熔點(diǎn)低;硬度大;將兩塊等大的焊錫、錫片相互刻畫,錫片上有劃痕;溶液變成綠色,有無色氣泡產(chǎn)生;Fe、Al、Ni;2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O;向Ⅳ中得到的濾液中加入鐵片;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;Au、Ag、Pd在加熱條件下,能否與氧氣、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:59引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中碳酸鈣含量進(jìn)行以下探究。該牙膏摩擦劑主要由碳酸鈣、氫氧化鋁組成,其他成分遇到鹽酸時(shí)無氣體生成?,F(xiàn)利用如圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分反應(yīng)后,測定B中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量,以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請(qǐng)回答下列問題。(已知:堿石灰固體的主要成分是生石灰和燒堿)
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    (1)裝置A中牙膏樣品放置在
     
    (填儀器名稱)中,鹽酸放置在裝置
     
    (填儀器名稱)中,A中至少發(fā)生
     
    (填數(shù)字)個(gè)反應(yīng),寫出其中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式
     

    (2)若測定值比實(shí)際值小,可能的原因有
     
    (填字母)
    a.裝置A中水蒸氣、HCl等進(jìn)入裝置B中
    b.裝置A中CO2未完全進(jìn)入裝置B
    c.CO2氣流速度太快導(dǎo)致Ba(OH)2未完全吸收
    d.鹽酸未滴加過量
    (3)為減少誤差,現(xiàn)采取以下一些措施:
    ①在A、B之間增加一個(gè)裝有
     
    (填化學(xué)式)溶液的洗氣瓶,它的作用是
     
    ;
    ②若將裝置B中的長導(dǎo)管下方增加一個(gè)多孔球泡,作用是
     
    ;
    ③若將裝置A的前面再增加一個(gè)鼓入氮?dú)獾难b置,目的是
     
    ;
    ④若在裝置B的后面再增加一個(gè)裝有堿石灰固體的干燥管,目的是
     
    。
    (4)準(zhǔn)確稱取三份各16.00g的樣品,進(jìn)行測定,測得BaCO3質(zhì)量分別為3.96g、3.92g、3.94g。請(qǐng)計(jì)算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計(jì)算過程)
    (5)某同學(xué)利用上述方法測定牙膏中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。小李同學(xué)認(rèn)為即使即使排除實(shí)驗(yàn)儀器和操作的影響,上述測定的結(jié)果仍有可能偏小,理由是:
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:23引用:1難度:0.3
  • 2.在2019年年末出現(xiàn)的“新型肺炎”重癥患者的治療上有一個(gè)重要環(huán)節(jié)為“高流氧呼吸”,化學(xué)興趣小組欲用家用制氧機(jī)制取“富氧空氣”并開展相關(guān)探究,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
    【實(shí)驗(yàn)一】測定“富氧空氣”中氧氣的含量
    “沸石分子篩”能將氮?dú)獾确肿游?,是家用制氧機(jī)的關(guān)鍵部件。通過控制按鈕,利用變壓吸附技術(shù),獲得不同濃度的富氧空氣,圖1為該制氧過程的示意圖。
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    用如圖3裝置測定“富氧空氣”中氧氣的含量(集氣瓶中“富氧空氣”體積為100mL,底部殘留少量水,燃燒匙內(nèi)有足量紅磷),操作如下:
    Ⅰ.往量筒內(nèi)加入適量水,讀出量筒內(nèi)水的體積為V1=60mL;
    Ⅱ.用電點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃紅磷,充分反應(yīng);
    Ⅲ.打開止水夾,待右側(cè)量筒內(nèi)液面不再變化時(shí),排出氣球中的氣體,調(diào)節(jié)兩邊液面在同一水平面上,讀出量筒內(nèi)水的體積為V2=33mL。
    回答問題:
    (1)實(shí)驗(yàn)前,用排水法收集“富氧空氣”,氣體應(yīng)從裝置圖2中的管
     
    (選“a”或“b”)通入。
    (2)操作Ⅱ中紅磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式
     
    ,可觀察到的現(xiàn)象
     
    。
    (3)本次實(shí)驗(yàn)測得“富氧空氣”中氧氣的含量為
     

    (4)若讀取V1時(shí)俯視,則讀取量筒中水的體積
     
    (選填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
    【實(shí)驗(yàn)二】研究“富氧空氣”的應(yīng)用
    通過重油、褐煤在氧氣含量不同的空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),得到有關(guān)數(shù)據(jù)如圖:
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    (5)結(jié)合圖4,說明空氣中氧氣含量與燃燒產(chǎn)生的溫度的關(guān)系
     
    。
    (6)結(jié)合圖5,簡述減少燃料燃燒尾氣污染的措施
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:36引用:1難度:0.5
  • 3.2017年5月18日,中國在南海成功試采可燃冰,它將推動(dòng)世界能源利用格局的改變??扇急窃诟邏旱蜏丨h(huán)境條件下,水分子籠中裝有甲烷分子而成“冰塊”。已知某種可燃冰的化學(xué)式為:CH4?8H2O.某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣,請(qǐng)你參與:
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    【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)?
    【查閱資料】含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO2,不完全燃燒生成CO;無水CuSO4遇水變藍(lán)。
    【猜想與假設(shè)】甲:CO2、H2O 乙:CO、H2O丙:NH3、CO2、H2O ?。篊O2、CO、H2O
    你認(rèn)為
     
    同學(xué)的猜想是錯(cuò)誤的。理由是
     
    。
    【實(shí)驗(yàn)探究】為了驗(yàn)證上述猜想與假設(shè),將甲烷在一定量的純凈氧氣中燃燒的產(chǎn)物依次通過下列裝置,進(jìn)行驗(yàn)證:
    (1)實(shí)驗(yàn)中用純凈O2而不用空氣的原因是
     
    。
    (2)實(shí)驗(yàn)中觀察到A中無水CuSO4變藍(lán),B、E中澄清石灰水變渾濁,D中
     
    ,由此推斷丁同學(xué)猜想正確。
    (3)C裝置的作用是
     
    。
    (4)酒精燈火焰上加網(wǎng)罩的目的是
     
    。
    (5)若將A、B兩裝置顛倒,產(chǎn)生的后果是
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:1引用:1難度:0.5
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