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1、第2节 金属矿物 铁的冶炼,学习主题 一 常见的金属矿物 【问题导引】金属元素在自然界大多数以什么形式存在？常 见的矿石有哪些？其主要成分是什么？ 1.存在形式 在自然界中大多数以_形式存在；极少数以_形式存 在，如_等。,化合物,单质,铂、金、银,2.常见的金属矿物名称及其主要成分,Fe2O3,Fe3O4,学习主题 二 铁的冶炼 【问题导引】炼铁的化学原理是什么？实验过程中有哪些现象？工业炼铁的主要设备和原料是什么？ 1.CO还原氧化铁实验,(1)玻璃管中的现象：红棕色固体变为黑色固体； 试管中的现象：澄清的石灰水_。 (2)产物判断：粗玻璃管中的黑色粉末_(填“能”或“不 能”)被磁铁吸引
2、，加入稀盐酸，黑色粉末_，表面_ _，溶液变为_，说明生成了_。 (3)操作步骤：实验开始时先_后_，实验完毕先 _后_。 (4)尾气处理：该反应产生的尾气不能直接排放到空气中， 应用_的方法处理。 (5)化学方程式：_,变浑浊,能,溶解,产生,大量气泡,浅绿色,通入CO,加热,停止加热,停止通入CO,点燃或收集,Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,铁,2.工业炼铁 (1)主要设备：_。 (2)原料：_、_、_、 。 (3)炼铁原理：_。(用化学方程式 表示) (4)产品：生铁。 3.其他金属的冶炼 有些金属(如钠、钾、镁、铝等)很难从其矿物中提炼出来， 需要用电解的方法。如金属铝常采用电解
3、氧化铝得到，反应 的化学方程式：_。,高炉,铁矿石,焦炭,石灰石,空气,Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,2Al2O3 4Al+3O2,在一氧化碳还原氧化铁的实验中，为什么实验前先通入一氧化碳气体，实验完毕时还要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却？ 提示：实验前先通入一氧化碳气体，是为了排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热时发生爆炸；实验结束时，要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，重新被氧化。,考点 1 一氧化碳与氧化铁的反应 【典例】(2012佛山中考)炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学利用该原理设计了一个实验，实验装置见下图。,对实验
4、进行分析并回答： (1)给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯，要用其_(填 “外焰”“内焰”或“焰心”)进行加热。 (2)实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是_， 观察到澄清石灰水的现象是_。 (3)实验前“通入CO”与“开始加热”的顺序是_ _； 实验后“停止通入CO”与“停止加热”的顺序是_ _。 (4)实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯，其作用是_ _。,【解析】本题考查铁的冶炼原理，解题时要注意分析仪器的作用、操作顺序、尾气处理等问题。(1)酒精喷灯的外焰温度最高，故应用外焰加热。(2)氧化铁粉末被还原为铁，可观察到粉末由红色变为黑色，生成的二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊。(3)实验开始时要先通
5、入一氧化碳，以排净玻璃管中的空气，避免加热时发生爆炸，然后再加热；实验结束时应先停止加热，继续通入一氧化碳冷却至室温，防止高温的铁被氧化。(4)由于一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，因此必须有尾气处理装置，装置末端a处的酒精灯所起的作用是点燃未反应的一氧化碳气体，防止污染空气。,答案：(1)外焰 (2)由红色变为黑色 变浑浊 (3)先通入CO，再开始加热 先停止加热，后停止通入CO (4)除去尾气中的CO，防止造成空气污染,考点 2 含有杂质物质的计算 【典例】(2012徐州中考)我国铁矿石资源比较丰富，某钢 铁厂用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁，理论上可以炼 出含杂质4%的生铁
6、多少吨？ 【解析】本题主要考查依据化学方程式计算，带入化学方程 式进行计算的必须为纯物质，故而先求出赤铁矿中氧化铁的 质量，已知氧化铁的质量求出生成铁的质量，再依据生铁中 含杂质的要求即可求出生铁的质量。,答案：解1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1 000t 80800 t 设理论上可以炼出铁的质量为x Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 800 t x x560 t 含杂质4的生铁的质量为560 t(14)583.3 t 答：可炼出含杂质4的生铁583.3 t。,结合一氧化碳与氧化铁的实验，将下图填写完整。,提示：(1)其原理就是反应的化学方程式： 3CO+Fe2O
7、3 2Fe+3CO2。 (2)其现象是：玻璃管中的三氧化二铁生成铁，因此固体由红色变黑色；因为生成的气体是二氧化碳，所以试管中的澄清石灰水变浑浊；右边导管口出来的是未反应的一氧化碳，点燃发出蓝色火焰。 (3)注意事项：因为一氧化碳具有可燃性，加热前先用一氧化碳把空气排净，防止加热时发生爆炸的危险；反应完毕后，熄灭左边酒精灯，燃烧右边酒精灯是为了把未反应的一氧化碳燃烧掉；等到玻璃管冷却后停止通入一氧化碳的目的是为了防止灼热的铁再被氧化。,1.下列金属在自然界中以单质形式存在的是( ) A.钠 B.锌 C.铝 D.金 【解析】选D。化学性质极不活泼的金属如金在自然界中以 单质形式存在；而化学性质较
8、活泼的金属如钠、锌、铝以化 合物的形式存在。,2.下列矿石中，其主要成分属于氧化物的是( ) A.黄铁矿 B.赤铁矿 C.菱铁矿 D.石灰石 【解析】选B。赤铁矿的主要成分是Fe2O3，符合氧化物的概 念。,3.工业炼铁的主要原料中，正确的一组是( ) 铁矿石 焦炭 一氧化碳 石灰石 空气 A B C D 【解析】选B。高炉炼铁时把铁矿石跟焦炭、石灰石一起加 入高炉，从下方通入热空气，所以应选B。,4.下列设计中不符合实验设计意图的是( ) A.说明CO具有还原性 B.说明生成物CO2的密度比空气大 C.说明CO和Fe2O3的反应需要加热 D.可以防止有毒的CO气体对空气的污染 【解析】选B。
9、由此实验看不出CO2的密度比空气大或小。,5.用赤铁矿石炼铁时，把赤铁矿石和焦炭、石灰石一起加入 高炉，并通入空气，在高温下发生反应，其中不可能发生的 化学反应是( ) A.C+O2 CO2 B.2Fe2O3 4Fe+3O2 C.CO2+C 2CO D.Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 【解析】选B。结合高炉内炼铁的原料及原理可以判断只有 B不可能发生。,6.图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置，图乙是炼铁高炉示意图。下列叙述中错误的是( ) A高炉炼铁中原料焦炭可以提供热量 B高炉炼铁原理是：3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2 C甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯 D甲图中点燃
10、尾气是为了防止一氧化碳污染空气,【解析】选C。高炉炼铁中焦炭可以提供热量，可以通过化学反应生成CO，为炼铁提供还原剂；CO是可燃气体，与空气混合加热易发生爆炸，故C错。,7.(2012株洲中考)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，工业上炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，某化学兴趣小组利用下图装置进行实验研究，请按要求填空：,(1)写出CO还原Fe2O3的化学方程式_； (2)实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是 _； (3)右边导气管放置点燃的酒精灯的目的是_ _； (4)实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加 热，以防发生爆炸，检验装置中的空气已排尽的方法是 _
11、。,【解析】一氧化碳具有还原性，与氧化铁反应生成铁与二氧化碳，所以生成的气体通入澄清的石灰水，会变浑浊；一氧化碳是有毒气体，排放到空气中会造成空气污染，装置右端点燃的酒精灯是为了燃烧多余的一氧化碳，防止造成空气污染；一氧化碳具有可燃性，点燃不纯的一氧化碳可能发生爆炸，验纯的方法是先用小试管收集一试管一氧化碳，然后靠近火焰，若发出轻微的爆鸣声，表示空气已经排尽。,答案：(1)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 (2)石灰水变浑浊 (3)燃烧多余的CO(或消除CO对空气的污染) (4)在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽,8.(2012天津中考)某钢铁厂每天消耗4 000 t含Fe2O3 80% 的赤铁矿石，该钢铁厂理论上可日产含Fe 98%的生铁质量是 多少？(计算结果保留到0.1) 【解析】根据铁矿石的质量和含Fe2O3的百分数可以求出铁 矿石中Fe2O3的质量，然后根据化学方程式确定Fe2O3与Fe的 质量关系列出比例式，求出生成物铁的质量。再用铁的质量 生铁中铁的质量分数，可得生铁的质量。,答案：解：设理论上每日可产含铁98%的生铁质量为x Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 4 000 t80% 98%x x2 285.7 t 答：该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁质量是2 285.7 t。,
