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,同 学 们 好 靖江市新港城初级中学,第五章 金属和矿物,第二节 金属矿物 铁的冶炼,第一课时,复习： 1、写出铁、锌、铝分别与稀盐酸和稀硫酸反应的方程式,Zn + 2HCl = H2 + ZnCl2 Fe + 2HCl = H2 + FeCl2 2Al + 6HCl = 3H2+ 2AlCl3 Mg + 2HCl = H2 + MgCl2,Zn + H2SO4 = H2 + ZnSO4 Fe + H2SO4 = H2 + FeSO4 2Al + 3H2SO4 = 3H2+ Al2(SO4)3 Mg + H2SO4 = H2 + MgSO4,单质,单质,化合物,化合物,+,+,所以这些反应为 反应,置换,4铁丝与硫酸铜溶液反应的现象是 ， 反应的方程式为 。,Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4,铁丝表面产生红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色,2由一种 跟一种 作用生成另一种 和另一种 ，这样的反应叫做置换反应。 3地壳中元素含量由大到小前五位的元素符号是 。,单质 化合物 单质 化合物,O、Si、Al、Fe、Ca,曾青得铁则化为铜； 湿法冶金原理。,Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4,自主学习,1日常生活中使用最广的金属是 铁 ，在地壳中含量仅次于铝的一种金属是 铁 。 2铁在自然界中分布很广，在地壳中主要以 化合物 （填“单质”“化合物”）的形式存在。 3金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有存在外，其余大多数以化合物存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，含有矿物的岩石称为 矿石 。 4铁的矿物有赤铁矿（主要成分为 Fe2O3 ），磁铁矿（主要成分为 Fe3O4 ），菱铁矿，黄铁矿。铜的矿物有黄铜矿，孔雀石（主要成分为 Cu2(OH)2CO3 ），斑铜矿，赤铜矿等，铝的矿物有铝土矿， 明矾石 等。,5用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程，叫做 金属冶炼 。 6一氧化碳与氧化铁在高温下反应的现象： 红棕 色的粉末逐渐变为 黑 色，澄清石灰水 变浑浊 （P124观察与想考）反应方程式为 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 7工业炼铁主要设备 高炉 ，工业炼铁主要原料： 铁矿石 、 焦炭 、 石灰石 、 空气 。,8通常把金属（如铁）跟 氧气 结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的 氧化 。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等还原性物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的 还原 。,一、铁在自然界中的存在：,金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在外，其余大多数以化合物存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，含有矿物的岩石称为矿石。,地壳中金属的含量（质量分数）,极少数金属以单质（游离态）存在,自然界中以单质存在的银,自然界中以单质存在的金,磁铁矿的主要成分为Fe3O4,黄铁矿的主要成分是FeS2,赤铁矿(主要成分为Fe2O3),褐铁矿（Fe2O3·xH2O),菱铁矿主要成分是FeCO3,大多数矿物质以化合物的形式存在（金属矿石）,方铅矿（PbS）,水铝石（Al2O3H2O）,赤铜矿（Cu2O）,孔雀石 Cu2（OH）2CO3,二、铁的冶炼,铁元素在自然界中分布很广，在地壳中含量位居金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的4.75% 我国大型铁矿有：辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花 使金属矿物变成金属单质的过程，叫做金属的冶炼,使铁矿石中铁元素转变成铁单质的过程,一氧化碳与氧化铁的反应,操作步骤： （1）按图连接装置并检查气密性 （2）装入药品并固定 （3）向硬质玻璃管内先通入一氧化碳 （4）再给氧化铁加热 （5）先停止加热 （6）再（待硬质玻璃管冷却后）停止通入一氧化碳,实验现象： 色的粉末逐渐变为 色，澄清石灰水 。,红棕,黑,变浑浊,讨论：（1）如何验证黑色物质是否是铁？ 方法一 ； 方法二 。,加稀盐酸，看是否有气体放出， 溶液由无色变成浅绿色。,（2）澄清石灰水的作用是：,验证二氧化碳的生成并除去二氧化碳,（3）实验过程中用为什么需要尾气处理？,尾气中的CO有毒，防止污染空气,（4）尾气处理的方法有：,用真空气囊收集、用排水法收集 将尾气点燃（反应方程式： ） 用导管将它连接到左边的酒精灯火焰上。 （优点：节约能源、防止一氧化碳污染空气）,用磁铁吸引，看能否被吸引,思考：1.实验前是先通一氧化碳还是先加热？ 是先点灯A还是先点灯B？,先通CO再加热，排尽硬质玻璃管内的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体而发生爆炸,先点灯B，防止通入的CO污染空气,（排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸。）,2.实验结束时是先停止加热还是先停止通气？是先熄灭灯A还是先熄灭灯B？,先停止加热，冷却后再停止通氢气，目的是：防止生成的灼热的金属（铁）重新被氧化。,先熄灭灯A，防止CO污染空气,(CO:,早出晚归,酒精灯:,迟到早退),气体早出晚归， 酒精灯迟到早退， 前者颠倒要爆炸， 后者颠倒要氧化。,先通气体再加热反应结束先停止加热冷却最后停止通入气体。,一氧化碳还原金属氧化物的实验操作口诀,回忆：一氧化碳还原氧化铁的实验中，有下列各步操作： 点燃酒精灯，加热氧化铁 撤去酒精灯，停止加热； 通入一氧化碳； 停止通入一氧化碳； 使还原出来的铁冷却。 正确的实验操作顺序是（写序号） 。,工业炼铁,炼铁原料：,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,炼铁原理：,主要设备：,高炉,3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,在高温下，用一氧化碳把铁从它的氧化物中还原出来,焦炭的作用：1 提高炉温 、2 制取还原剂一氧化碳 。 石灰石的作用： 除去二氧化硅,炼铁原料：,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,主要设备：,炼铁原料：,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,高炉,主要设备：,炼铁原料：,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,炼铁原理：,在高温下，用一氧化碳把铁从它的氧化物中还原出来,炼铁原理：,在高温下，用一氧化碳把铁从它的氧化物中还原出来,高温,炼 铁 高 炉 的 结 构,思考：为什么炉渣出口高于生铁出口？,生铁密度比炉渣大,想一想： 工业炼铁的流程是怎样的呢？,CaCO3起什么作用呢？,除去脉石（SiO2）,将之转化为炉渣,炼钢原理：把生铁放在炼钢炉中进一步冶炼，过 多的C、P、S、Si经反应形成炉渣被 除去，得到的就是钢。,炼钢：,降低含碳量,炼钢的目的是：,但不能完全除去碳,我国钢铁工业的发展,钢铁是非常重要的金属材料。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志,早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。,我国钢铁工业的发展,新中国成立以后，我国的钢铁工业得到了飞跃的发展。 1994年钢产量只有15.8万吨，居世界26位； 1996年，我国的钢铁产量首次特破1亿吨，居世界前列；,2002年，我国的钢产量为1.82亿吨，连续多年保持世界第一,2011年，我国的钢产量为6.8亿吨，约占世界钢产量的47%,金属的冶炼方法：,1、许多金属（如锰、锌、铁、镍、铅），是把金属矿物与焦炭或氢气、CO等还原性物质一起高温反应。,2、活泼金属（如：钠、钾、镁、铝）很难从其矿石中还原出来，需要用电解法。,3、有些金属可以湿法冶金（如有色金属）,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,拓展视野,通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。,练一练：你能仿照例子，写出Fe3O4、CuO和这三种还原性物质反应的方程式吗？,碳、一氧化碳与二氧化碳的转化关系,练习： 除去下列括号中的杂质，并写出有关化学方程式： CO2（CO） 方法： ， 化学方程式 . 方法： ， 化学方程式 . Cu( Fe ) 方法一： ， 化学方程式 . 方法二： ， 化学方程式 . 方法三 物理方法： 。,将气体通入足量灼热的氧化铜（金属氧化物）,将气体通入足量的澄清石灰水,加入足量稀盐酸（稀硫酸）,加入足量硫酸铜溶液,用磁铁吸引,CO（CO2）,1、从化学发展简史中看到金属的使用，最先是青铜器，再后来是铁器时代，而铝的使用是近二百年的事。下列说法与这个先后顺序有关的是（填序号） （1）金属的延展性；（2）金属的导电性；（3）金属的活泼性；（4）金属在地壳中含量的多少；（5）金属冶炼的难易程度。,3、5,练习:,2、下列关于铁的说法正确的是（ ） A. 铁是地壳中含量最多的金属元素 B. 铁在空气中燃烧生成四氧化三铁 C. 生铁属于金属单质 D. 铁桶不能用来配制农药波尔多液,D,B,3、关于铁的下列说法正确的是( ) A.铁能和高温水蒸气、硝酸锌Zn(NO3)2溶液、盐酸发生置换反应 B.生铁也是一种金属材料 C.炼铁的过程是铁矿石(主要成分为Fe3O4或Fe2O3等)被氧化的过程 D.铁是地壳中含量最多的金属,4、某同学在实验室中用一氧化碳与氧化铁反应，若得到5.6g铁，则实际消耗的一氧化碳的质量是（ ） A. 4.2g B.大于4.2g C.小于4.2g D.无法判断,B,5、稀盐酸与生铁反应，当生铁完全反应后，留有残渣，则残渣的主要成分是（ ） A. 氧化铁 B. 碳 C. FeCl2 D. 铁,B,6、 炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少，下列铁矿石不适宜炼铁的是：（ ） A.磁铁矿（Fe3O4）72.4% B.赤铁矿（Fe2O3）70% C.菱铁矿（FeCO3）48.3% D.黄铁矿（FeS2）46.7%,D,思考：为什么黄铁矿不宜用来炼铁？,1、黄铁矿的主要成分FeS2含铁量低，只有46.7%。 2、FeS2含有硫元素，炼铁过程中会产生大量的SO2气体，污染环境。,7、如图是用一氧化碳 还原氧化铜的实验装置， 回答下列问题： （1）有下列实验步骤： 加热；通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先_，然后_。 （2）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为_ _，说明有_ 生成，B装置中出现的现象为_ _ ，说明有_生成。,（3）装置A中的反应化学方程式为_ _， 装置B中的反应化学方程式为_， 装置C中的目的是 。 （4）反应结束，应先_，待冷却后_。,停止通气,停止加热,除去尾气，防止污染,CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,CO2,石灰水变浑浊,粉末由黑变红,Cu,课堂小结：,经过本节课的学习，你学到了什么？,高炉,主要设备：,炼铁原料：,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,工业炼铁,炼铁原理：,在高温下，用一氧化碳把铁从它的氧化物中还原出来,提高炉温、制取还原剂,除去二氧化硅（SiO2）,实验室炼铁,连接装置并检查气密性,装入药品并固定,先通入一氧化碳,加热氧化铁,反应结束先停止加热,冷却后停止通入一氧化碳,原理：,？,？,【作业】,可不要忘记先复习再做作业,你还有什么问题需要与老师和同学们探讨？,