内容正文:
第1节 金属矿物及铁的冶炼
第一课时 金属矿物与实验室炼铁
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2. 了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
1. 知道一些常见的金属矿物(铁矿、铜矿等)的主要化学成分。
学习目标
铝、铁
Al2O3
常见的金属矿物
探究新知
1.地壳中金属元素的含量:
Al>Fe>Ca>Na……
3
2. 单质:极少数不活泼的金属(如铂、金、银等)
金 Au
铂 Pt
银 Ag
3. 化合物:大多数较活泼的金属(如铁、铜等)
探究新知
4.常见的矿石
金属化合物在自然界以矿物的形式存在,称为矿石。
赤铁矿
主要成分
Fe2O3
磁铁矿
主要成分
Fe3O4
黄铁矿
主要成分
FeS2
铁的几种矿物
探究新知
菱铁矿
主要成分
Fe2CO3
孔雀石
铜的矿物
主要成分
Cu2(OH)2CO3
辉铜矿
主要成分
Cu2S
探究新知
黄铜矿
主要成分
CuFeS2
铝的矿物
铝土矿
主要成分
Al2O3
探究新知
明矾石
主要成分
KAl(SO4)2∙12H2O
2. 原理:
1. 药品:
氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
3. 装置:
硬质玻璃管
酒精喷灯
探究新知
金属的冶炼:使金属矿物转化成金属的过程
(2)澄清的石灰水变浑浊
(1)红棕色的固体逐渐变成黑色
4. 现象:
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
Ca(OH)2+CO2=CaCO3 ↓ +H2O
(3)尾气燃烧产生蓝色火焰
2CO +O2 2CO2
点燃
探究新知
(1)用气球或排水法收集气体。
(2)用酒精灯点燃气体。
(3)用导管将气体送至酒精喷灯处点燃,再次利用。
交流讨论: 尾气如何处理?
探究新知
3.
4.
5.
6.
1.
2.
通入纯净的一氧化碳
点燃酒精喷灯加热固体
熄灭酒精喷灯
检查装置气密性
向玻璃管中装入氧化铁
继续通CO直至装置冷却
检查装置气密性
向玻璃管中装入氧化铁
通入纯净的一氧化碳
点燃酒精喷灯加热固体
熄灭酒精喷灯
继续通CO直至装置冷却
一氧化碳:早出晚归 酒精喷灯:迟到早退
5. 实验步骤
探究新知
1. 为什么要先通一段时间CO,再加热Fe2O3?
排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸
2. 为什么要先停止加热,待物质冷却后再停止通CO?
防止石灰水倒吸
防止铁粉再次被氧化
思考与交流:
1. 常见的金属矿物: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 、 金 、 银 等)以单质形式存在外,其余大多数以 化合物 形式存在。金属元素在自然界中一般以 矿物 的形式存在。
2. 铁的冶炼
(1) 使金属矿物转化成 金属 的过程称为金属的冶炼。
(2) 炼铁的原理:见教材P170“观察思考”的炼铁原理。由此实验我们可以总结出:
① 主要的实验步骤:通入纯净的一氧化碳→高温加热→停止加热→停止通一氧化碳。
广
铂
金
银
化合物
矿物
金属
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② 实验现象:固体由 红棕 色变成 黑 色(得到的粉末能被磁铁吸起,加入稀盐酸中,有气泡产生,溶液由无色逐渐变成浅绿色),澄清石灰水变 浑浊 。
③ 反应的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 。
④ 在该反应中,Fe2O3 失去 (填“得到”或“失去”)氧转化成 Fe ,Fe2O3被还原,具有氧化性;CO 得到 (填“得到”或“失去”)氧转化成 CO2 ,CO被氧化,具有还原性。此原理被用于工业炼铁。
(3) 工业炼铁的主要设备是 高炉 ,主要原料是 铁矿石、焦炭、石灰石、(热)空气 ,高炉炼出的产品是 生铁 。在高炉中炉渣出口高于生铁出口的原因是 炉渣的密度比生铁小 ,炉顶尾气的主要成分是 N2、CO2和CO 。
红棕
黑
浑浊
2Fe+3CO2
失去
Fe
得到
CO2
高炉
铁矿石、焦炭、石灰
石、(热)空气
生铁
炉渣的密度比生铁小
N2、CO2和
CO
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1. 人类每年向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源,其中提取量最大的是( )
A. 铜 B. 铝
C. 铁 D. 金
2. 下列矿物的主要成分属于氧化物的是( )
A. 铝土矿[主要成分:Al(OH)3]
B. 钾长石(主要成分:KAlSi3O8)
C. 黄铁矿(主要成分:FeS2)
D. 磁铁矿(主要成分:Fe3O4)
C
D
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3. 工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中被还原的物质是( )
A. CO
B. Fe2O3
C. CO2
D. Fe
4. 用3000t含氧化铁80%的赤铁矿,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是( )
A. 1166t B. 1750t
C. 1810t D. 1944t
B
B
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5. (2024·内江)如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是( B )
A. 澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
B. 该反应中,失去氧的物质是CO
C. CO具有可燃性
D. 硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
B
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6. 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 。
(2) 用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ,实际上高炉炼得的铁是生铁,生铁的密度 大于 (填“大于”或“小于”)炉渣的密度。
CO2
Fe2O3+3CO 2Fe+
3CO2
大于
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