8.3.1金属矿物及铁的冶炼
情景导入
在日常生活和工业生产中,金属制品的应用非常广泛,自然界中仅有少数极不活泼的金属有单质的形式存在,其余大多以化合物的形式存在。那么如何利用这些含有金属元素的矿物冶炼出我们需要的金属呢?
【自主预习】
铁的冶炼→原理→工业炼铁的设备。
阅读教材,回答下列问题:
1.常见的铁矿石有、;铝矿石有铝土矿(主要成分为Al2O3);铜矿石有赤铜矿(主要成分为Cu2O)等。
2.铁的冶炼原理:。
3.还原反应
含氧化合物中的被夺去的反应叫还原反应。
巧记:氧化反应、还原反应的关系为“得氧氧化,失氧还原”。
下列关于金属的说法中正确的是()
A.多数金属以单质形式存在
B.地壳中含量最高的金属元素是铁
C.常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿
D.每年使用量最大的金属是铝
【答案】预学思考
1.赤铁矿(主要成分为Fe2O3)磁铁矿(主要成分为Fe3O4)
2.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
3.氧
自学检测C
【合作探究】
自然界中金属元素的存在形式及常见的几种铁矿石的成分
根据教材中的矿石图,比较哪种铁矿石最适宜炼铁。(提示:可考虑铁元素的含量高低及在冶炼过程中对环境的影响大小)
【交流归纳】
1.(1)少数很不活泼的金属(如金、银、铂等)有的形式存在(金有单质的形式存在,因此沙里淘金属于物理变化);(2)其余金属都以的形式存在。
2.主要的铁矿石有赤铁矿(主要成分是)、磁铁矿(主要成分是)。
1.常见的金属矿石赤铁矿的主要成分是()
A.Fe2O3 B.Fe3O4
C.FeCO3 D.Al2O3
·技巧点拨·
识记金属在自然界的存在形式,可以结合金属的化学性质,极不活泼的金属金、银、铂有单质的形式存在,其余活泼的金属大多以化合物的形式存在。
铁的冶炼
分析教材及图816炼铁高炉及炉内主要化学反应示意图,回答下列问题。
炼铁原理:(化学方程式)。
原料:、焦炭和石灰石。
设备:。
设备内发生的反应:、、。
【交流讨论】
1.工业炼铁中,各原料的作用。
焦炭:产生还原剂CO、。
石灰石:将矿石中的二氧化硅转化为。
2.用化学方程式表示工业炼铁中焦炭如何转化为一氧化碳:
下层:;
中层:。
3.工业炼铁中得到的铁纯净的铁,因为。
4.炉渣出口比生铁出口高,原因是。
2.为适应火车提速,沪宁线上原有的短轨全部接为超长轨。在焊接过程中,工程技术人员点燃铝热剂(铝粉和氧化铁的混合物),用反应生成的熔融状态的铁(反应释放大量的能量)来连接铁轨,反应的化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,其中的还原剂为()
A.Fe2O3 B.Al
C.Al2O3 D.Fe
【问题探究】氧化还原反应(难点)
阅读教材中的有关内容写出炼铁原理的化学方程式:,并回答下面的问题。
1.叫还原反应,该反应中氧化铁变成铁,所以氧化铁发生了;而一氧化碳了氧化铁中的氧,因此一氧化碳发生了;该反应又叫氧化还原反应,注意氧化还原反应不属于基本反应类型。
2.在这个反应中一氧化碳的作用是氧化铁中的氧,使氧化铁发生,因此一氧化碳作。常见的还原剂还有等(氢气和氧化铁反应会产生铁和水,碳和氧化铁反应会产生铁和二氧化碳)。
·技巧点拨·
了解工业上冶炼金属的一般原理与方法,如还原法:一氧化碳还原赤铁矿石;电解法:电解氧化铝得到金属铝。
根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算
炼铁厂利用1000t含Fe2O380%的赤铁矿炼铁,可以炼出多少吨纯铁?可以炼出多少吨含铁96%的生铁?
分析:这道题是知道不纯物的质量,求算生成的不纯物的质量,要转化。
3.1000t磁铁矿(含Fe3O490%)可炼得含铁96%的生铁的质量是多少?(计算结果保留一位小数)
·方法归纳·
化学方程式表示的是纯净的物质之间的质量关系,因此,如果物质中含有杂质,要把杂质的质量除去,代入纯净的物质的质量进行计算。
【答案】任务驱动一
1.(1)单质
(2)化合物
2.Fe2O3Fe3O4
跟踪演练
1.A
任务驱动二
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2赤铁矿石高炉C+O2CO2CO2+C2COFe2O3+3CO2Fe