内容正文:
课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 炼铁的原理
含杂质物质的有关计算
本课要点 思维导图
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金属资源的利用
铁的冶炼
铁的冶炼原理
工业炼铁
原理
铁矿石、焦炭、石灰石和空气
还原剂的生成
高炉
有关不纯物质的计算
解题步骤
实验装置
实验原理
原料
设备
一、金属资源在自然界中的存在形式
1.金属资源的存在:
少数很不活泼的金属如金、银等有__________形式存在,其余都以____________的形式存在。
2.几种常见的金属矿石:
基础·主干落实
金属
矿物 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿
主要
成分 ______ ______ FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S
单质
化合物
Fe2O3
Fe3O4
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
二、铁的冶炼
1.铁的冶炼原理:
(1)实验装置。
(2)实验现象:玻璃管中,红棕色粉末逐渐变为__________,试管中澄清石灰水____
________,右侧导管口有______________。
(3)实验原理(用化学方程式表示):_____________________________。
黑色
变
浑浊
蓝色火焰
2.工业炼铁:
(1)主要设备:高炉。
(2)原料:____________、__________、石灰石等。
(3)原理:在高温下,利用炉内反应生成的______________把铁从铁矿石里还原出来。
【方法点拨】 (1)原料之一是焦炭,反应中起还原作用的是CO;
(2)产物是生铁,而不是纯铁。
铁矿石
焦炭
一氧化碳
【探究主题】一氧化碳还原氧化铁的实验探究
如图1是一氧化碳还原氧化铁的实验装置,请结合该装置探究相关问题:
重点·探究实践
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
【基础探究】
任务一:基础类探究
1.现象及原理
(1)图中甲处硬质玻璃管中观察到的现象是________________________,发生反应的化学方程式为_____________________________。
(2)乙处发生的现象是____________________,化学方程式为__________________
________________。
红棕色粉末变成黑色
澄清石灰水变浑浊
CO2+Ca(OH)2
CaCO3↓+H2O
2.操作注意事项
实验前要先通入一氧化碳气体,再进行加热,目的是________________________________
____________________________, 实验完毕时,还要继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却,目的是______________________________________________________________。
3.尾气处理
丙处设置酒精灯的目的是__________________________________________________。
实验时应先点燃丙处的酒精灯。
4.性质体现
该实验体现了一氧化碳的____________(填“氧化性”或“还原性”)。
排净装置内的空气,防止一氧化碳
与空气混合,加热时发生爆炸
防止高温下的铁与空气接触,重新被氧化,还可防止澄清石灰水倒吸
处理尾气,防止未参加反应的CO释放到空气中,污染空气
还原性
【深度探究】
任务二:创新改进类
1.如图2装置为对图1实验的改进。
图2与图1相比,它的主要优点是________________________________。
既处理了尾气、又节约了能源
2.用“W”形玻璃管进行微型实验,如图所示。
该装置的主要优点是________________________。
操作简单、节约药品
【探究归纳】 一氧化碳还原氧化铁的注意事项
实验“三防”:防爆炸(提前通入CO,排尽空气)、防氧化(停止加热后继续通入CO)、防污染(要有尾气处理装置)。
【A层 基础练】
【知识点1】常见金属矿物质
1.(2022·晋中中考)大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源,在以下四种矿石中,可用于炼铁的是( )
A.赤铁矿(主要成分是Fe2O3)
B.炉甘石(主要成分是ZnCO3)
C.铝土矿(主要成分是Al2O3)
D.赤铜矿(主要成分是Cu2O)
素养·分层评价
A
Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
【知识点2】铁的冶炼
2.工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中发生还原反应的物质是( )
A.CO B.Fe2O3 C