1、课题3 金属资源的利用和保护第1课时 铁的冶炼第八单元 金属和金属材料1课堂讲解 金属资源在自然界的存在 铁的冶炼 有关含杂质物质的计算2课时流程课后作业逐点导讲练课堂小结铁的冶炼1知识点金属资源在自然界的存在知1导【投影展示】知1导知1导问 题（一）常见的金属矿物有哪些？其主要成分是什么？问 题（二）常见的铁矿石中理论上最适宜炼铁的两种矿石是什么？理由？问 题（三）人类目前普遍使用的金属有哪些？归 纳知1导1常见的金属矿产有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（
2、主要成分是Cu2S）。归 纳知1导2最适宜炼铁的两种矿石是磁铁矿和赤铁矿，因为这两种矿石含铁量高（质量分数大），且含硫等“有害元素”少，冶炼时产生的污染小。3普遍使用的金属有铁、铝等。知1讲【例1】下列铁矿石中不宜用来炼铁的是（）A.赤铁矿B.黄铁矿C.菱铁矿D.磁铁矿B 知1讲导引：赤铁矿的主要成分是 Fe2O3，黄铁矿的主要成分是 FeS2，菱铁矿的主要成分是 FeCO3，磁铁矿的主要成分是 Fe3O4。黄铁矿中含有硫元素，炼铁时会产生二氧化硫，形成酸雨，且其中铁元素的含量较低，因此不宜用来炼铁。知1练1地球上的金属资源广泛地存在于_和_中，除金、银等少数很不活泼的金属有_形式存在外，其余
3、都以_形式存在。海洋地壳单质化合物知1练2工业上把用来提炼金属的矿物叫_。常见的金属矿石有：赤铁矿，其主要成分是_；磁铁矿，其主要成分是_；菱铁矿，其主要成分是_；铝土矿，其主要成分是_；黄铜矿，其主要成分是_；辉铜矿，其主要成分是_。金属矿石Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S写名称也可2知识点铁的冶炼知2讲【实验探究】一氧化碳还原氧化铁实验的原理实验的步骤实验的现象知2导实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？实验完毕时先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）归 纳知2导一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3C
4、O2高温知2导实验操作：1按上图组装仪器，并检查气密性。2把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻轻转动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上。知2导3把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排出管内的空气；待排尽后，点燃出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。4当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。知2导实验现象：红色（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。知2导问 题（一）如何验证反应中生成了什么物质？问 题（二）装置中右边的酒精灯起什么作用？问 题（三）石灰水的作用有哪些？归 纳 知2导注意事项：1一氧化碳还
5、原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。归 纳 知2导2实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。工业炼铁1原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气2设备：高炉归 纳 知2导3.反应原理：C+O2=CO2CO2+C=COFe2O3+3CO=2Fe+3CO2CaCO3=CaO+CO2CaO+SiO2=CaSiO3点燃高温高温高温高温知2讲【例2】如图所示，甲是一氧化碳还原氧化铁的装置示意图，乙是炼铁高炉示意图。下列叙述中正确的是（）知2讲A.乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量B.炼铁
6、的主要原理：3CO Fe2O32Fe+3CO2C.甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再点燃酒精灯D.两图中得到的铁是完全相同的高温知2讲导引：图甲是实验室模拟炼铁，氧化铁完全反应后玻璃管中得到的是纯铁，而乙中加入的是铁矿石，反应后得到的是生铁，为混合物；甲图中直接用一氧化碳作还原剂，乙中加入的焦炭反应后生成一氧化碳，产生还原剂，同时还可以提供热量；图甲实验时应先通入一氧化碳气体以排尽装置中的空气，应先点燃酒精灯处理尾气，后点燃酒精喷灯加热反应物。知2练3【中考常州】下列关于工业炼铁(以赤铁矿为例)的叙述中错误的是()A主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等B主要设备为电炉C主要原理为：3
7、COFe2O3=3CO22FeD主要产物为生铁B高温知2练4【中考北京】炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气等，转化过程如下：知2练(1)分别写出反应的化学方程式_、_，炼铁过程中焦炭的作用主要是_。产生还原剂及提供热量 CO2=CO2高温CO2C=2CO高温知2练(2)写出反应的化学方程式_。(3)炼出的铁是_(填“纯铁”或“生铁”)。高温3COFe2O3=2Fe3CO2 生铁 3知识点有关含杂质物质的计算知3讲问 题实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？知3讲【例3】一题多解题100 0t 含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁97%的
8、生铁的质量是()A560 t B571t C577 t D583 tC知3讲导引：利用化学方程式计算。设可炼出含铁97%的生铁的质量为x。Fe2O33CO 2Fe3CO2160 1121000 t80%97%x160112(1000 t80%)(97%x)x577 t高 温知3练516 g含氧化铁80%的赤铁矿中含铁元素的质量为()A16 g B12.8 g C11.2 g D8.96 gD知3练解：1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1 000 t80%800 t。设理论上可以炼出纯铁的质量为x，6【中考株洲】工业上用1 000 t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可以冶炼
9、出含铁97%的生铁多少吨？知3练 x560 t含铁97%的生铁质量为560 t97%577.3 t答：可炼出含铁97%的生铁577.3 t。Fe2O33CO=2Fe3CO2高温160112800tx1知识小结 一、金属资源的概况1存在方式：不活泼金属（金、银）以单质形式存在，其余金属以化合物形式存在。铁矿石：赤铁矿（Fe2O3)、磁铁矿（Fe3O4)、菱铁矿（FeCO3)、黄铁矿（FeS2)铜矿石：黄铜矿（CuFeS2)、辉铜矿（Cu2S)铝矿石：铝土矿（Al2O3)2矿石二、铁的冶炼1.实验室炼铁(1)原理：(2)步骤:查气密性;装样品；通CO;加热Fe2O3;停止加热;停通CO。(3)现象
10、:红色粉末变黑;澄清石灰水变浑浊;点燃尾气时产生蓝色火焰。Fe2O33CO 3CO22Fe 高温(4)注意:先通CO的目的：排出玻璃管内的空气，防止CO与空气混合发生爆炸;实验完后继续通CO的目的：防止生成的铁在高温下又被氧化;尾气处理：多余CO燃烧掉，防止CO污染空气。2.工业炼铁三、有关杂质问题的计算根据化学方程式计算时，要把含杂质的质量换算成纯物质的质量。2易错小结 7下列有关高炉炼铁的说法中正确的一组是()高炉中焦炭的作用之一是产生一氧化碳 高炉中焦炭的作用之一是供热 高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是3C2Fe2O3=4Fe3CO2 高温高炉中把铁矿石(以赤铁矿为例)冶炼成铁的主
11、要反应原理是3COFe2O3=2Fe3CO2ABCD易错点：对工业炼铁中各原料的作用理解不清造成错解。高温8下列有关一氧化碳还原氧化铁实验的说法正确的是()A实验时，应先点燃酒精喷灯，后通一氧化碳B实验结束时，应先停止通入一氧化碳，后熄灭酒精喷灯C用赤铁矿炼铁的主要反应原理是3COFe2O3=2Fe3CO2D高炉炼铁得到的是纯铁C易错点：对模拟工业炼铁实验步骤不清造成错解。高温1.写出下列矿石主要成分的化学式。(1)赤铁矿(2)磁铁矿(3)菱铁矿(4)铝土矿Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O34.我国古代将炉甘石（ZnCO3)、赤铜（Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800，得到一种外观似金
12、子的辞和铜的合金，试写出反应的化学方程式（提示：ZnCO3加 热可分解为ZnO)。ZnCO3=ZnOCO2；2ZnOC=2ZnCO2；2Cu2OC=4CuCO2。高温高温高温5.某钢铁厂每天需消耗5 000 t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少？解：设该厂理论上可日产含铁98%的生铁质量为x。Fe2O33CO=2Fe3CO21601125000t76%x 98%x2 714 t。答：该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁2 714 t。高温1605000t76%11298%x6.冶炼2 000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少？解：设需含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量为x。Fe3O44CO=3Fe4CO2232168x 90%2000t(1-3%)答：需含Fe3O4 90%的磁铁矿石2977 t。高温23298%1682000t(13%)2997txx