1、第八单元 金属和金属材料,下册,课题3 金属资源的利用和保护,课时1 常见金属矿石和铁的冶炼,课前预习,1. 地球上的金属中,少数很不活泼的如_、 _等以单质形式存在,其余的以_形式存在。 2. 写出常见矿石中主要成分的化学式:赤铁矿_、磁铁矿_;目前,人类从矿石中提取量最大的金属是_。 3. 工业炼铁的原料有空气 、 _、 _、石灰石等,其设备是_。,金,银,化合物,Fe2O3,Fe3O4,铁(或Fe),焦炭,铁矿石,高炉,4. 分别写出用下列铁矿石炼铁所发生反应的化学方程式。 (1)赤铁矿:_; (2)磁铁矿:_。,Fe3O4+4CO 3Fe4CO2,Fe2O3+3CO 2Fe3CO2,课
2、堂演练,新知一 常见的金属矿石 典例精练 【例1】炼铁选用的铁矿石不仅要求含铁量高,而且要“有害元素”少。下列矿石(括号内为其主要成分)冶炼时会污染空气且可能形成酸雨的是( ) . 铝土矿() . 菱铁矿() . 赤铁矿() . 黄铁矿(),D,模拟演练 1. 下列金属矿物中,它们的主要成分从物质的分类来看,与其他三种不同的是( ) A.赤铁矿(主要成分是Fe2O3) B.黄铁矿(主要成分是Fe2S) C.磁铁矿(主要成分是Fe3O4) D. 赤铜矿(主要成分是Cu2O),B,新知二 铁的冶炼 典例精练 【例2】工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程,炼铁高炉中主要发生了下列反应: C+O2 C
3、O2 CO2+C 2CO CaCO3 CaO+CO2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 其中属于化合反应的是( ) A. 和 B. 和 C. 和 D. 和,A,模拟演练 2. 实验室里,用如图8-3-1所示装置还原氧化铁的过程中,可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验,下列说法错误的是( ) A. 反应前,应先加热再通入CO,以减少CO排放 B. 实验时,试管中澄清石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成 C. 为了减少空气污染,应 增加尾气处理装置 D. 实验结束时,玻璃管中 红色的氧化铁粉末变成黑色, 该产物不一定是铁,A,新知三 含杂质物质的计算 典例精练 【例3】某炼
4、铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼生铁,200t这种矿石能炼纯铁多少吨?能炼出含杂质3%的生铁多少吨?,解:设200t这种矿石可炼出纯铁的质量为x。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 200t80% x折合为含杂质3%的生铁的质量为答:能炼出纯铁112吨,能炼出含杂质3%的生铁约115.5 t。,模拟演练 3. 若用含Fe3O4 80%的磁铁矿580 t作原料冶炼生铁,可冶炼出含杂质4%的生铁多少吨?,解:设可练得纯铁的质量为x Fe3O4 +4CO 3Fe + 4CO2232 168 580 t80% x含杂质4%的生铁的质量为 =350 t 答:可冶炼出含杂质4%的生铁35
5、0 t。,课后作业,夯实基础,知识点1 常见的金属矿石 1. 铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的叙述正确的是( ) A. 铁是地壳中含量最多的金属 B. 工业上用二氧化碳冶炼钢铁 C. 用铁可以回收硝酸银废液中的银 D. 铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁,C,2. 菱铁矿的主要成分是FeCO3。下列有关说法正确的是( ) A. 菱铁矿是铁的合金 B. 菱铁矿中铁元素的质量分数为48.3% C. FeCO3中铁元素的化合价为+3 D. FeCO3是含有氧元素的化合物 3. 下列有关铁的说法错误的是( ) A. 由图8-3-2可知铁的相对原子质量为26 B. 生铁和钢是常见的铁合金 C. 铁矿石炼铁的
6、设备叫高炉 D. 用赤铁矿炼铁的反应化学方程式是 Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2,D,A,知识点2 铁的冶炼 4. 炼铁的主要原料是( ) A. 石灰石、焦炭、生铁 B. 焦炭、氯酸钾、二氧化锰 C. 石灰石、焦炭、铁矿石 D. 铁矿石、氧气、二氧化锰 5. 下列关于用一氧化碳还原氧化铁实验的叙述正确的是( ) A. 只需用酒精灯进行加热 B. 为了节约药剂应先加热后通入一氧化碳 C. 反应过程中黑色固体会逐渐变红 D. 可以在装置尾部拴一个气球进行尾气处理,C,D,6. 工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程,炼铁高炉中发生的主要反应有( ) C+O2 CO2 Fe2O3+3H2
7、2Fe+3H2O Fe2O3+3CO Fe+3CO2 2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 CO2+C 2CO A. B. C. D. ,B,7. 某同学为研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多,将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图8-3-3所示的甲装置,再通过图8-3-3乙中的仪器组合。为达到实验目的,图8-3-3乙中仪器选择和连接最好的是 ( )A cba B cda C cbd D bca,A,8. 炼铁厂以赤铁矿石(主要成分为Fe2O3)、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁,主要反应过程如图8-3-4所示,请回答相关问题。(1)生铁属于_(填“纯净物”或“混合物”); (2
8、)炼铁厂用来炼铁的主要设备是_; (3)反应过程中,属于化合反应的有_; (4)原料中焦炭的作用有_、_。,提供能量维持炉温,混合物,高炉,生成还原剂CO,知识点3 含杂质物质的计算 9. 我国铁矿石资源比较丰富,20152017年,我国粗钢产量连续三年超过8亿吨,是世界钢铁大国。某钢铁厂日产含3杂质的生铁2 240t,则需要含Fe2O3 80的赤铁矿多少吨?,解:设需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量为x。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2160 112 x80% 2 240t(1-3%)答:需要含Fe2O3 80%的赤铁矿3 880 t。,10. 为测定某黄铜样品中铜的含量,某同学称
9、量20 g黄铜(铜和锌的合金)样品于烧杯中,加入100 g稀硫酸恰好完全反应后,剩余物质质量为119.6 g,请求: (1)生成氢气的质量为多少? (2)黄铜中铜的质量分数为多少?,解:(1)生成氢气的质量为20 g+100 g-119.6 g=0.4 g (2)设黄铜中含有锌的质量为x。 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 65 2x 0.4 g铜的质量分数为 100%=35% 答:(1)生成氢气的质量为0.4 g;(2)黄铜中铜的质量分数为35%。,能力提升 11. 图8-3-5所示是高炉炼铁时高炉内的化学变化过程,认真阅读有关信息,回答下列问题。,(1)将铁从铁矿石中还原出来的物质是_(
10、填化学式); (2)取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中,加入足量稀盐酸,可观察到的现象是_ _,发生反应的化学方程式为_,当反应停止后,还可观察到烧杯底部有黑色不溶物,该物质是_ (填化学式),请设计一个简单实验证明你的判断,简要写出主要操作和现象_ _ _ 。,将黑色固体放在坩埚内加热至其燃烧,并在火焰上方罩一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯,若杯壁出现白色斑点说明黑色不溶物为C,CO,有气泡产生、溶液逐渐变为浅绿色,Fe+2HCl FeCl2+H2,C,12. 早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应。某化学兴趣小组利用图8-3-6装置进行实验探究,请按要求填空:,(1)写出CO还原Fe2O3的化学方程式: _;,3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,(2)实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是_; (3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是_ ; (4)实验开始时要先通入CO,把装置中的空气排尽后再加热,以防发生爆炸,检验装置中的空气已排尽的方法是_ _; (5)和两个热源应先点燃_处。,在右端导管口用排水法收集一试管气体,移近火焰,若发出轻微的爆鸣声,证明空气已经排尽,澄清石灰水变浑浊,燃烧多余的CO(或“消除CO对空气的污染”),