滬教版初三化學(xué)(上)第14講：金屬礦物和鐵的冶煉(學(xué)生版)

金屬礦物和鐵的冶煉____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.知道礦物概念和常見的礦物2.掌握煉鐵原理3.掌握一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)一、金屬礦物金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬（如金、銀等）有單質(zhì)形式存在；其余大多數(shù)以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。鐵礦石等都是常見的礦石常見的礦石：1.鐵礦石：磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）菱鐵礦（FeCO3）,黃鐵礦（FeS2）,褐鐵礦（Fe2O3.xH2O）2.銅礦石：黃銅礦（CuFeS2），赤銅礦（Cu2O）3.鋁礦石：鋁土礦（Al2O3），明礬（KAl(SO4)4.12H2O）二、鐵的冶煉1.原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO22.原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣3.設(shè)備：高爐。高爐是個(gè)豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。煉鐵時(shí)各物質(zhì)的作用：石灰石：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣焦炭：燃燒放熱提高爐溫，并將生成的CO2還原為具有還原性的CO，因此在煉鐵高爐中起主要作用的還原劑是CO，優(yōu)點(diǎn)是氣體還原劑具有流動(dòng)性，能與礦石充分接觸，使反應(yīng)更徹底。相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：C+O2點(diǎn)燃CO2，CO2+C高溫2CO三、一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)1.現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。點(diǎn)燃尾氣有藍(lán)色火焰2.相關(guān)的化學(xué)方程式：3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2，CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O，2CO+O2點(diǎn)燃2CO23.尾部酒精燈作用：點(diǎn)燃尾氣，防止CO污染空氣4.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）檢查裝置氣密性（2）將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置（3）點(diǎn)燃右邊酒精燈（4）通入一氧化碳?xì)怏w（5）點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱（6）待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱（7）待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳，然后熄滅右邊酒精燈5.注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時(shí)CO與空氣混合發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)完畢后，停止加熱時(shí)要繼續(xù)通CO至玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時(shí)還可防止石灰水倒吸。知識(shí)點(diǎn)一：金屬礦物例1.（2015北京中考節(jié)選）（1）有許多礦石標(biāo)本，其中的4種礦石及其主要成分如下：①上述礦石標(biāo)本的主要成分中，所含元素種類最多的是（填字母序號(hào)）．②她根據(jù)輝銅礦的主要成分，推測(cè)以輝銅礦為原料，可制得含銅元素或含硫元素的產(chǎn)品，她的依據(jù)是化學(xué)反應(yīng)前后不變．③她依據(jù)化學(xué)式計(jì)算出Cu2（OH）2CO3的相對(duì)分子質(zhì)量為222，計(jì)算式為．（2）參觀結(jié)束時(shí)，老師進(jìn)行了小結(jié)，并就金屬冶煉和金屬回收再利用提出了兩個(gè)問題，請(qǐng)同學(xué)們用化學(xué)方程式作答．①工業(yè)上用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵的原理是．例2.寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指明所屬反應(yīng)類型：（1）鋁與稀鹽酸反應(yīng) ，屬于 反應(yīng)。（2）鐵在氧氣中燃燒 ，屬于 反應(yīng)。（3）鋁和氧化鐵高溫下反應(yīng)制得氧化鋁和鐵 ，屬于 反應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)二：鐵的冶煉例3.我國鐵礦石資源比較豐富，2000年，鋼鐵年總產(chǎn)量就已達(dá)到1.27億噸，成為世界鋼鐵大國。某鋼鐵廠日產(chǎn)含3％雜質(zhì)的生鐵2240t，則需要含F(xiàn)e2O380％的赤鐵礦多少噸？知識(shí)點(diǎn)三：一氧化碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)例4.早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)。某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：（1）寫出CO還原Fe2O3的化學(xué)方程式；（2）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是；（3）右邊導(dǎo)氣管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的是；（4）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)要先通入CO，把裝置中的空氣排盡后再加熱，以防發(fā)生爆炸。檢驗(yàn)裝置中的空氣已排盡的方法是。【基礎(chǔ)演練】1.黃金是一種貴重金屬。在人類漫長的歷史中，素有“沙里淘金”、“真金不怕火煉"之說。這說明黃金在自然界中主要以形式存在，也說明黃金的化學(xué)性質(zhì)在自然條件下非常。2.從金屬利用的歷史來看，先是青銅器時(shí)代，而后是鐵器時(shí)代，鋁的利用是近百年的事。這個(gè)先后順序跟下列有關(guān)的是：（）①地殼中的金屬元素的含量；②金屬活動(dòng)性順序；③金屬的導(dǎo)電性；④金屬冶煉的難易程度；⑤金屬的延展性；A.①③B.②⑤C.③⑤D.②④3.鋼材可以用作橋梁的結(jié)構(gòu)材料是因?yàn)樗海ǎ〢.有良好的導(dǎo)熱性B.有一定的機(jī)械強(qiáng)度C.不易受空氣和水的作用D.有良好的導(dǎo)電性4.煉鐵的主要原料有_______、________、和________;主要反應(yīng)原理______________________________。煉鐵的主要設(shè)備是_________。鋼鐵都是____________的合金，與鋼相比，生鐵含_____元素較多，生鐵的硬度較________,韌性較________。5.（2015房山一模改）鐵是生活中常見的一種金屬。（1）生鐵是常用的合金，生鐵屬于（填“純凈物”或“混合物”）。（2）鐵塊可以鑄成鐵鍋，是利用了鐵的_________性。【鞏固提高】1．（2015朝陽一模）化學(xué)小組探究鎂、鐵、銅三種金屬的活動(dòng)性順序，設(shè)計(jì)了下圖所示實(shí)驗(yàn)方案。（1）試管乙中觀察到的現(xiàn)象是，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）同學(xué)們經(jīng)討論后認(rèn)為該方案可以優(yōu)化，試管的實(shí)驗(yàn)是多余的。（3）去掉多余的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們將另兩只試管中反應(yīng)后的物質(zhì)倒入同一大燒杯中，一段時(shí)間后過濾，向?yàn)V渣中加入稀硫酸，有氣泡產(chǎn)生，則濾渣的成分可能是。2.煉鐵高爐中發(fā)生了下列反應(yīng)：①高溫下一氧化碳將鐵礦石還原為鐵②高溫煅燒石灰石③灼熱的焦炭和二氧化碳反應(yīng)④焦炭充分燃燒其中屬于化合反應(yīng)的是（）A.①和④ B.②和③ C.③和④ D.只有④3.早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過程。（1）工業(yè)上把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入（寫設(shè)備名稱），在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的把鐵從鐵礦石里還原出來。（2）若鐵礦石選用赤鐵礦（主要成分是氧化鐵），表示煉鐵原理的化學(xué)方程式為。（3）要煉出含鐵96%的生鐵4000t，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少？（請(qǐng)寫出詳細(xì)的計(jì)算過程，結(jié)果保留一位小數(shù)）1.下列鐵的化合物中，鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是（）A.FeCl2B.FeOC.Fe3O4D.Fe2O32.把鐵片放入下列溶液中充分反應(yīng)后，無明顯現(xiàn)象的是（）A.稀H2SO4 B.稀HCl C.CuSO4溶液 D.FeSO4溶液3.下列對(duì)物質(zhì)顏色的描述不正確的是（）A.四氧化三鐵是黑色的B.純鐵是黑色的C.硫酸亞鐵溶液是淺綠色的D.硫酸銅溶液是藍(lán)色的4.遇稀鹽酸不產(chǎn)生氣體的是（）A.鐵片 B.銅片 C.鋁片 D.石灰片5.（2015豐臺(tái)一模）鐵在人類的生產(chǎn)、生活中有著重要的作用。（1）下列鐵制品的用途中，利用金屬導(dǎo)熱性的是__________。A.A.不銹鋼餐具B.鐵鍋C.曲別針（2）鐵是年產(chǎn)量最高的金屬，赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）和一氧化碳煉鐵的化學(xué)方程式為__________。6.煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)室里，可用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室制取的CO2經(jīng)除雜處理，通入A玻璃管，所得氣體流進(jìn)B玻璃管，再流過石灰水后排出。（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）酒精燈的作用是。（3）下列現(xiàn)象中能說明氧化鐵與CO發(fā)生了反應(yīng)的是（填序號(hào)）。①A處碳量減少②B處紅色粉末變成黑色③試管中出現(xiàn)渾濁④尾氣難以點(diǎn)燃（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作順序?yàn)椋ㄌ钚蛱?hào)）。①熄滅A、B處的酒精噴燈②熄滅酒精燈③繼續(xù)通CO2④停止通CO2⑤等待A、B玻璃管冷卻__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．2010年上海世博會(huì)中國館——“東方之冠”的主體結(jié)構(gòu)是用國產(chǎn)Q460鋼制成的。下列有關(guān)Q460鋼的性質(zhì)中，屬于化學(xué)性質(zhì)的是（）A.強(qiáng)度高B.能導(dǎo)電C.耐腐蝕D.抗震性好2.鐵或鋁均可制成炊具，說明它們除具有良好的延展性外，還具有良好的性。3.下列有關(guān)金屬的說法中正確的是（）A.常溫下金屬都是固體B.金屬都是以化合物形式存在于自然界中C.生鐵和鋼都是鐵的合金，其中生鐵的含碳量大于鋼D.大部分金屬以單質(zhì)形式存在于自然界中4.有兩包黑色粉末，分別是鐵粉和木炭粉，請(qǐng)你設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案加以鑒別，并填寫下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。步驟現(xiàn)象和結(jié)論方案一方案二方案三5.（2015石景山一模改）金屬在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。（1）在汽車電路中，經(jīng)常用銅作導(dǎo)線，這是利用了銅的延展性和。（2）黃銅是銅鋅合金，將純銅片和黃銅片相互刻畫（如右圖所示），純銅片上留下明顯的劃痕，說明。6.常見的鐵礦石