第16講鐵的冶煉

1、第16講鐵的冶煉課前：常見的金屬礦物有：赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）;磁鐵礦（主要成分是 Fe3O4）;黃鐵礦（主要成分是 FeS2 ;菱鐵礦（主要成分是 FeCO3）；鋁土礦（主要成分是 A12O3）等。 知識(shí)點(diǎn)1鐵的冶煉煉鐵：就是把鐵礦石、焦炭、石灰石一起放入高爐中，在高溫條件下，利用還原劑CO和H2把鐵從他的化合物中還原出來。實(shí)驗(yàn)原理：。Fe2O3 + 3CO高溫Fe + 3CO 2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)逐漸變成黑色，試管中澄清石灰水變渾濁。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)前，先通一段時(shí)間CO,然后再加熱。目的是排凈空氣，防止爆炸；實(shí)驗(yàn)后，先停止加熱，后停止通 新氧化；注意要進(jìn)行尾氣處理（用酒精

2、燈點(diǎn)燃或用貯氣囊收集） 知識(shí)點(diǎn)2高爐煉鐵CO目的防止被還原的鐵被重 ,防止污染空氣。b. h 駕，設(shè)備：高爐原料：鐵礦石、焦炭、石灰石主要反應(yīng)：2c +C2點(diǎn)燃2CO3CO + Fe2Q高溫 2Fe + 3CO2CaCO3 高溫 CaO +COTCaO +SiO2=CaSiC3（爐渣可用于制水泥）尾氣主要成分：CO和CO（需經(jīng)處理后再排放）知識(shí)點(diǎn)3、生鐵和鋼生鐵：含碳量在 2% 4.3 %之間的鐵的合金鋼：含碳量在0.03 % 2 %之間的鐵的合金從生鐵煉成鋼的實(shí)質(zhì)為：降碳、除硫磷、調(diào)硅鎰例下列關(guān)于生鐵和鋼的說法正確的是（）A.生鐵和鋼都是混合物，其主要成份都是碳B.生鐵硬而有韌性，既可鑄又可

3、鍛C.鋼是用鐵礦石和焦炭做原料煉制而成的D.生鐵和鋼的性能差別較大，主要由于生鐵和鋼的含量碳不同思路分析：生鐵和鋼是兩種重要的合金，它們的主要成份依然還是鐵，兩者本質(zhì)的區(qū)別是含碳量的不同。生鐵的含碳量高，所以硬而脆，可鑄不可鍛。鋼的含量低所以韌性好，可鑄可 鍛。因此，兩者性能的差別主要是由含碳量不同造成的。在自然界中的鐵主要以化合物的形式存在于礦石中，冶煉生鐵的原料是鐵礦石、焦炭，而鋼是用生鐵來冶煉的，其原理就是 將生鐵中過多的碳除去，故正確的答案是（D）知識(shí)點(diǎn)4、合金 作為“金屬材料”之一的合金在生產(chǎn)生活中起著越來越重要的作用，合金的出現(xiàn)大大拓寬了金屬材料的范圍和使用價(jià)值。合金是一種金屬跟其

4、他金屬 （或非金屬）熔合形成的具有金屬特性的物質(zhì)。人類歷史上使用最早的合金是青銅；世界上最常見、應(yīng)用最廣的合金是鋼。某種保險(xiǎn)絲是用武德合金制成的，熔點(diǎn)約為69c。其組成金屬及其熔點(diǎn)分別為斜'（271 C ）、鉛（ 327C ）、錫（232C ）、鎘（321c ）。比較武德合金和其組成金屬的熔點(diǎn)差異，歸納 出合金的優(yōu)良特性。歸納：合金具有許多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能；合金的硬度一般比各成分金屬大；多 數(shù)合金的熔點(diǎn)低于組成它的成分金屬。知識(shí)點(diǎn)5、拓展：其他金屬的冶煉方法1、還原法（干法冶金）：2、電解法：NaCl = MgCl2 = A12O3 =3、濕法冶金：Fe + CuSO4=知識(shí)

5、點(diǎn)6、含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算在實(shí)驗(yàn)室中稱取生鐵樣品lO.Og ,將其放入燒杯中，加入一定質(zhì)量的稀硫酸加熱使之充分反應(yīng)（雜質(zhì)不參加反應(yīng)），然后冷卻，稱量，結(jié)果反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.34g。（1）求生鐵樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）生產(chǎn)100噸這種生鐵，至少需要含 Fe203 80 %的赤鐵礦多少噸？一 . 選擇題1 下列過程不屬于化學(xué)變化的是()A. 從銅礦中冶煉銅B. 從鋁礦中煉鋁C. 從海水中冶煉鈉D. 從鐵礦中開采鐵礦石2 鐵的冶煉在我國具有悠久的歷史，最早約在()A. 商代 B. 西漢 C. 春秋戰(zhàn)國D. 唐朝3 不能用來還原氧化鐵的是()A. 焦炭 B. 二氧化碳C.

6、一氧化碳D. 氫氣4 關(guān)于一氧化碳冶煉鐵的反應(yīng)中敘述不正確的是()A. 一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)B. 氧化鐵失去氧被還原，發(fā)生還原反應(yīng)C. 一氧化碳得氧被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)D. 氫氣可以代替一氧化碳還原氧化鐵中的鐵，該反應(yīng)屬置換反應(yīng)5 .某鐵的氧化物16克與足量的CO反應(yīng)生成13. 2gCQ,則該氧化物是() A.Fe 304 B.FeO C.Fe203 D.FeC0 3二 . 填空題6. 高爐煉鐵過程中發(fā)生如下反應(yīng)： Fe203+3CO= 2Fe+3CO2 C+O2=CO2 C+CO2=2CO CaCO3=CaO+ CO2 CaO+SiO2=CaSiO3(1) 煉鐵的主要原料有(

7、2) 屬于化合反應(yīng)的是(3) 反應(yīng)的作用是反應(yīng)的作用是； 屬于分解反應(yīng)的是 ，反應(yīng)的作用是7. 用一氧化碳冶煉氧化鐵中的鐵的步驟主要有：檢查裝置的氣密性在粗玻璃管中裝人少量紅棕色的氧化鐵加熱氧化鐵通入一氧化碳，同時(shí)點(diǎn)燃尾氣玻璃管冷卻后停止通一氧化碳停止加熱熄滅燃燒尾氣的酒精燈(1) . 上述實(shí)驗(yàn)的正確順序是，粗玻璃管中看到的現(xiàn)象是，為了檢驗(yàn)生成的物質(zhì)是否為鐵，還要進(jìn)行的操作是看到 ，說明有鐵生成了。(2) 為了檢驗(yàn)一氧化碳是否被氧化成二氧化碳，要用，可以看到，后來 ，此實(shí)驗(yàn)還可以說明CO(填能或不能)與石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)。(3) . 寫出上述發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4) . 寫出用焦炭還原

8、磁鐵礦煉鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式。(5) . 如果鐵的氧化物用FexOy 表示，分別寫出一氧化碳. 氫氣還原鐵的氧化物的化學(xué)方程式8. 推斷題一種+3價(jià)的金屬氧化物 A,在B氣流中加熱生成固體物質(zhì)C和氣體D, D能使澄清石灰水變渾濁。若將C投入稀硫酸中，產(chǎn)生氣體 E和另一產(chǎn)物F,使溶液逐漸變成淺綠色。若將 A在F 氣流中加熱則也生成固體物質(zhì)G若將C投入硫酸銅溶液中，則在未反應(yīng)的C固體表面附有紅色固體物質(zhì)，同時(shí)生成物質(zhì)F。已知Ha能與金屬氧化物反應(yīng)生成金屬和水。試判斷(寫化學(xué)式)：A.B.C.D.E.F 。寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： 9.李明同學(xué)改進(jìn)了 CO還原FezQ的實(shí)驗(yàn)裝置，他的部分裝置如右圖所

9、示。（1）酒精燈上網(wǎng)罩的作用是 （2）加熱試管中的現(xiàn)象是 ,盛石灰水的試管中的現(xiàn)象是 想一想如何使 B瓶中的CO形成穩(wěn)定氣流流入加熱的試管中，并處理好尾氣。（缺乏材料自選，不必畫圖，用簡(jiǎn)單文字說明 ） 一.選擇題1 .下列不屬于合金的是（）A.氧化鐵 B.生鐵 C.黃銅 D.不銹鋼2 .下列不屬于金屬材料是（）A.不銹鋼 B.硬鋁 C.氧化鎂 D.銅3 .用作保險(xiǎn)絲的合金要求具有何種重要的性能（）A.硬度大 B.熔點(diǎn)低 C.密度大 D.機(jī)械性能好4 .垃圾是放錯(cuò)位置的資原，應(yīng)該分類回收，生活中廢棄的鐵鍋.鋁質(zhì)易拉罐.銅導(dǎo)線等可以歸為一類加以回收，它們屬于（）A.有機(jī)物 B.金屬或合金C.氧化物

10、 D.鹽類5 .世界衛(wèi)生組織把鋁確定為食品污染源之一。鋁的下列應(yīng)用中，必須加以控制的是（）A.用鋁合金門窗B.用金屬鋁制罐裝飲料的易拉罐C.用金屬鋁制電線D.用硬鋁造飛機(jī).汽車.做建材6 .國際上推廣使用中國的鐵鍋，是因?yàn)殍F鍋 （）A.是單質(zhì)，導(dǎo)熱性能好B.化學(xué)性質(zhì)比較活潑C.便于鐵的回收D.易使食物中含有人體必需鐵元素7 .東漢晚期的青銅“馬踏飛燕”做為我國旅游標(biāo)志更是聞名中外，經(jīng)分析測(cè)定8. 1g青銅樣品中含有7. 2g銅，則青銅中銅與錫質(zhì)量比為（）A.8: 1 B.1: 8 C.9: 8 D.9 : 18 .有關(guān)合金的敘述：合金中至少含兩種金屬合金中的元素以化合物的形式存在合金 中一定含

11、有金屬合金一定是混合物生鐵是含雜質(zhì)較多的鐵合金生鐵可完全溶解在稀 鹽酸中。其中正確的是（）A.B. C. D.二.填空題9 .合金是由 跟其它,也包括各種 （或）熔合形成的有特性的物質(zhì)。人類歷史上使用最早的合金是 ，由.錫等元素形成。世界上最常見， 應(yīng)用最廣的合金是 ,由.碳等元素組成。10 .鈦和鈦合金被認(rèn)為是 21世紀(jì)的重要金屬材料，它們具有優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高.密度?。╬=4 . 5g/m3）.可塑性好.易于加工.機(jī)械性能好，尤其是耐腐蝕。即使將它們放人海水中數(shù)年取出后仍光亮如初，其抗腐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼。(1)請(qǐng)你推測(cè)鈦和鈦合金可能用途： (2)從地殼中含鈦礦石一一金紅石(Ti0 2)生

12、產(chǎn)鈦的方法是：第一步，Ti0 2.C.C1 2混合物在高溫條件下制得TiCl 4和一種無色的可燃性有毒氣體，該步反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ,第二步，在僦氣的氣氛中，用過量的鎂在加熱條件下與TiCl 4反應(yīng)制得金屬鈦，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是(3)金屬鈦的氧化物二氧化鈦是優(yōu)良的白色涂料，常用于生產(chǎn)高檔油漆。四氯化鈦是一種無色液體，易與空氣中的水發(fā)生反應(yīng)生成二氧化鈦和另一種化合物，該化合物由另外兩種元素 組成，在空氣中會(huì)產(chǎn)生大量酸霧。寫出四氯化鈦跟水的反應(yīng)方程式：該形狀記憶合金可以應(yīng)用的場(chǎng)(4)鈦一一饃形狀記憶合金是一種具有形狀記憶效應(yīng)的合金,水暖系統(tǒng).防火門的自動(dòng)控制開關(guān) 電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān) 制造形狀

13、復(fù)雜的鑄件所是()A.人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線B.C.牙齒矯正等醫(yī)療材料D.E.作建筑材料F.11 .下圖是一定條件下相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中A是只含兩種元素的純凈物，其中一種元素是地殼中含量居第四位的元素，B.C.E.F均是初中常見的無色.無味的純凈氣體。加稀生鼠 反應(yīng)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：C F H寫出符合反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式 12 .計(jì)算題在實(shí)驗(yàn)室中稱取生鐵樣品lO.Og,將其放入燒杯中，加入一定質(zhì)量的稀硫酸加熱使之充分反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))，然后冷卻，稱量，結(jié)果反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)質(zhì)量比反應(yīng)前減少了 0. 34g。(1)求生鐵樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2)生產(chǎn)100噸這種生鐵，至少需要含F(xiàn)e

14、203 80 %的赤鐵礦多少噸？1、下列金屬材料中，不屬于合金的是()A、生鐵 B、硬鋁 C、青銅 D、氧化鐵2、將少量灰黑色的生鐵粉末，投入盛有過量稀硫酸的燒杯中，充分?jǐn)嚢?，待?全反應(yīng)后過濾，濾紙上留有黑色的殘?jiān)?。該黑色殘?jiān)闹饕煞质?( ) A、鐵 B、碳 C、鐵碳混合物 D、硫酸亞鐵3、表3-1列出了一些常見合金的主要成分和性能。3-1合金合金的主要性能主要成份及純金屬的性 能焊錫熔點(diǎn)183 c錫：熔點(diǎn)232 C ；鉛：熔點(diǎn)327 c硬鋁強(qiáng)度和硬度好鋁、銅、鎂等；硬度小， 質(zhì)軟不銹鋼抗腐蝕性好鐵、銘、鍥等；純鐵抗腐 蝕性能不如不銹鋼由表中提供的信息分析，合金與組成合金的純金屬相比，合

15、金的優(yōu)點(diǎn)很多。請(qǐng)你 小結(jié)兩條：； 。4、制取合金常用的方法是將兩種或多種金屬（或金屬與非金屬），加熱到一定 溫度，使其全部熔化，再冷卻成為合金，根據(jù)下表中數(shù)據(jù)（其他條件均滿足）判 斷，下列不宜采用這種方法制取的是（）金屬NaMgAlFe熔點(diǎn)c97.56496601535沸點(diǎn)C883109024672750A、Fe-Al 合金 B、Na-Al 合金 C、Mg-Fe合金 D、Mg-Al 合金5、用200t含氧化鐵80%勺赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵 96%勺生鐵多少噸? 作業(yè)1 .下列說法正確的是（）A.生鐵和鋼都是鐵的單質(zhì)B.生鐵和鋼都是鐵的化合物C.生鐵和鋼硬度比純鐵小D.生鐵和鋼都是鐵的合金2 .下列物質(zhì)不屬于合金的是（）A,不銹鋼B ,硬鋁C.氧化銅D .黃銅3 .下列物質(zhì)屬于金屬材料的是（）A.青銅 B.鐵礦石C.焦炭 D. 12K黃金4 .煉鐵的主要原料是（）鐵礦石 石灰石焦炭一氧化碳A.B.C. D .5 .下列變化必須加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是（）A. FeFe3Q B . C- CQC. FezQFe D . KClQQ26 .今有赤鐵礦樣品 10克，經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析，其中含氧化鐵8克，該鐵礦石中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為( )A. 80%B. 70% C. 56% D. 30%7 .某鋼鐵廠用高爐煉鐵的主要原料是赤鐵礦石、焦炭、空氣等，主要反應(yīng)過程如下