内容正文:
金属矿物 铁的冶炼 金属防护和废金属回收
1. 知道一些常见金属矿物的主要化学成分。
2. 了解工业炼铁的反应原理、主要设备、主要原料、炼铁高炉内发生的主要反应、炼铁的主要产品。
3. 知道钢铁锈蚀的条件,了解防止金属锈蚀的原理和简单方法。
复习目标
1. 金属矿物
(1) 金属元素在自然界中分布很广,除极少数不活泼的金属元素(如 铂(或Pt) 、 金(或Au) 、 银(或Ag) 等)有单质存在外,其余大多数以 化合物 形式存在。赤铁矿的主要成分是 Fe2O3 (填化学式,下同),磁铁矿的主要成分是 Fe3O4 。
铂(或Pt)
金(或Au)
银(或Ag)
化合物
Fe2O3
Fe3O4
知识梳理
(2) 工业上常用电解氧化铝的方法制备金属铝,化学方程式为
2Al2O34Al+3O2↑ 。
2Al2O34Al+3O2↑
2. 铁的冶炼
(1) 一氧化碳还原氧化铁的实验探究
① 实验装置
② 操作:开始应该先通 纯净的一氧化碳 ,目的是 排尽玻璃管内空气,以免发生爆炸 。实验结束后,先 停止加热 ,然后还要 继续通入一氧化碳至玻璃管冷却 ,目的是 防止灼热的铁重新被氧化;防止倒吸 。
③ 现象
a. 红棕色粉末逐渐变成黑色 。
b. 澄清石灰水变浑浊 。
纯净的一氧化碳
排尽玻璃管内
空气,以免发生爆炸
停止加热
继
续通入一氧化碳至玻璃管冷却
防止灼热的铁重新被氧化;
防止倒吸
红棕色粉末逐渐变成黑色
澄清石灰水变浑浊
④ 尾气处理的方法为 点燃 。
⑤ 反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
⑥ 在CO 还原Fe2O3的反应中,CO被氧化,Fe2O3被还原;Fe2O3具有氧化性,CO具有还原性。 (注意:该反应不是置换反应)
点燃
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2) 工业炼铁
① 主要设备是 高炉 。
② 工业炼铁的主要原料有 铁矿石 、 焦炭 、 石灰石 和 热空气 。其中焦炭的作用是 燃烧放热,提高炉温 、 制取还原剂一氧化碳 ;石灰石的作用是 造渣 。
高炉
铁矿石
焦炭
石灰石
热
空气
燃烧放热,提高炉温
制取还原剂一
氧化碳
造渣
a. C+O2CO2 。
b. CO2+C2CO 。
c. Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
④ 产物:通过高炉炼得的铁为 生铁 。
C+O2CO2
CO2+C2CO
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
生铁
③ 工业炼铁的主要反应
3. 钢铁的锈蚀及其防护
(1) 铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟 氧气 、 水 等物质作用,发生一系列复杂的化学反应,转化为 铁的化合物 的过程。铁锈成分复杂,主要成分是 氧化铁(或Fe2O3) ,铁锈为 红棕 色。 稀硫酸、醋酸溶液、氯化钠溶液(合理答案均可) 等物质存在时,能加速钢铁锈蚀。
(2) 通常采用在钢铁表面覆盖 保护层 的方法来防止钢铁生锈,具体方法有 喷涂油 、 涂锈油 、 烧涂搪瓷(合理答案均可 等。
氧气
水
铁的化合物
氧化铁(或Fe2O3)
红棕
稀
硫酸、醋酸溶液、氯化钠溶液(合理答案均可)
保护层
喷涂油漆
涂防锈油
烧涂搪瓷(合理答案均可)
4. 废金属的回收利用
保护金属资源的途径除金属的回收利用外,还有防止金属的腐蚀,有计划、合理地开采矿物,寻找金属的代用品等。
A. 硬质玻璃管内发生的是置换反应
B. 该装置的缺陷是未反应的CO会进入空气造成污染
C. 停止加热时需继续通CO直至玻璃管冷却
D. 制得铁的质量为M1-M2
1. (2023·安徽黄山一模)某同学用如图的改进装置进行CO还原氧化铁的实验(部分夹持仪器已略去),测得甲中硬质玻璃管(含药品)在反应前后的质量分别为M1和M2,有关该实验的分析正确的是( C )
C
考点一 铁的冶炼
1
2
3
4
5
课堂练习
2. (2023·包头)内蒙古矿产资源丰富,某炼铁厂利用当地的煤炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料,其主要反应过程如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
据此回答问题:
(1) A的化学式为 CO2 。
CO2
1
2
3
4
5
(2) 用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理: Fe2O3 +3CO2Fe2 ,实际上高炉炼得的铁是生铁,生铁属于 混合物 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3) 生铁等金属制品易锈蚀,请你列举一种防止铁制品锈蚀的方法:
刷漆(合理答案均可) 。
Fe2O3+ 3CO
2Fe+3CO2
混合物
刷漆(合理答案均可)
1
2