课题3 铁的冶炼

九年级化学上册•人教版第八单元金属和金属材料

第3节金属资源的利用和保护地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。自然界中以单质形式存在的银自然界中以单质形式存在的金知识点1常见的金属矿石常见的金属矿石：黄铁矿(FeS2)菱铁矿(FeCO3)铝土矿(Al2O3)黄铜矿(CuFeS2)辉铜矿(Cu2S)赤铁矿(Fe2O3)最适宜炼铁的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。什么是炼铁把金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。炼铁的过程称之为铁的冶炼。知识点2铁的冶炼实验原理：【实验】一氧化碳还原氧化铁实验装置：①检查装置气密性；②装入样品并固定；③点燃尾部酒精灯；④向玻璃管内通入CO气体；⑤给氧化铁加热；⑥停止加热；⑦停止通入一氧化碳；⑧熄灭尾部酒精灯。为什么要先通CO再加热？⑥和⑦是否能调整顺序？实验步骤：

注意事项：排出玻璃管内的空气，以免加热时CO与空气混合，发生爆炸；多余的CO要燃烧掉，防止CO污染空气。

①先通CO的目的：②实验完毕后继续通CO的目的：

③尾气处理：防止热的铁再次被氧化①红色粉末逐渐变成黑色；②澄清石灰水变浑浊；③点燃尾气时，产生蓝色火焰。实验现象：1.冶炼的原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气2.冶炼的原理：3.冶铁的设备：高炉4.产品：生铁（铁合金、混合物）工业冶炼铁例

下列有关高炉炼铁的说法正确的一组（）①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳②高炉中焦炭的作用是供热③高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：④高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④√√×√D高温3CO+Fe2O3

＝

2Fe+3CO23C+2Fe2O3

＝

4Fe+3CO2高温↑【例题】用1000

t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？【分析】题目中共出现三个数据，但都不是纯量，这三个数据间的关系为：赤铁矿石→Fe2O3→Fe→生铁1000t→1000t×80%→化学方程式计算出纯铁质量→纯铁质量÷96%知识点3有关含杂质物质的计算【解】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t×80%=800t160 2×56800t

x160 800t 2×56x=x=560

t折合为含铁96%的生铁的质量为：560t÷96%=583t答：略。设：800t氧化铁理论上可以炼出的铁的质量为x。Fe2O3+3CO

高温

2Fe+3CO2归纳例用2000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？解析：纯物质的质量＝不纯物质的质量×纯物质的质量分数。含有杂质的物质质量不能直接代入化学方程式中计算，因为杂质没有参加化学反应。本题也可以根据铁元素的质量在化学反应前后不变，利用化学式进行计算。解：2000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：2000t×80%=1600t160 2×561600t

x160 1600t 2×56x=x=1120

t折合为含铁96%的生铁的质量为：1120t÷96%≈1166.7t答：理论上可炼出含铁96%的生铁1166.7t。设：1600t氧化铁理论上可以炼出的铁的质量为x。Fe2O3+3CO

高温

2Fe+3CO21、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：

。Fe2O3Fe3O4FeCO3

Al2O3

课堂练习：

我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，然而，每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。知识点4铁生锈的条件铁制品锈蚀的条件探究不生锈不生锈生锈蒸馏水

蒸馏水

干燥空气钢铁生锈的必要条件（腐蚀作用）：第一支试管既有水，又有空气，铁钉生锈；第二支试管中只有水，铁钉不生锈；第三支试管中没有水，只有空气，铁钉很难被锈蚀。【实验结论】铁钉只有在潮湿的空气中（既有水、又有氧气存在的条件下）容易生锈。【实验现象】思考铁生锈与铝生锈有什么区别？（1）铁生锈（主要成分是Fe2O3·xH2O）很疏

松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水

等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。（2）铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜

能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不

再与氧气等反应，所以铝制品比铁制品

耐腐蚀。

例

下图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（）A.b试管中铁钉不会锈蚀B.L端与R端液面高度仍然保持一致C.该实验说明铁锈蚀与空气、水有关D.若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀B不生锈生锈，消耗氧气水空气同时满足铁生锈的条件破坏其中任意一个条件。怎样防止铁生锈呢？思考知识点5防止铁生锈防锈的方法：归纳（1）改变金属的本质——提高抗腐蚀能力：

制成合金钢，如不锈钢。（2）形成保护层：刷油漆、涂油、烧制搪瓷、

电镀上一层耐腐蚀的金属、通过化学方

法使表面形成致密氧化物薄膜等。（3）改善腐蚀环境，保持铁制品表面干燥和

洁净，及时擦去铁制品上的锈。自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？刷油漆镀铬涂油例下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是（）A．在金属表面涂油或刷漆B．在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬C．制成耐腐蚀的合金D．用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜√√×√D矿物的储量有限，而且不能再生。据估计一些矿物可供开采的年限知识点6金属资源保护（1）防止金属腐蚀：通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜；对于易生锈的铁制品（如防护网）要定期涂刷防护漆等。（2）回收利用废旧金属：回收利用铝制饮料罐等。（3）有计划、合理地开采矿物：严禁私挖、滥采矿物。（4）寻找金属的代用品：把Cr、Ni等金属加入到普通钢

里制成不锈钢；用塑料代替钢和其他合金制造管道等。保护金属资源的途径及具体方法：

例

矿产资源的储量是有限的，而且是不能再生的，下列不符合金属资源保护的有效途径的是（）A.合理开采矿物资源，回收利用废旧金属B.寻找、研制金属的代用品C.有矿物就开采，并加快开采进度D.对金属制品采用有效的防护措施，防止金属

腐蚀C√√×√铁生锈的条件防止铁生锈的方法金属资源保护生锈蒸馏水蒸馏水干燥空气不生锈不生锈（1）改变金属的本质，制成合金（2）形成保护层（3）保持铁制品表面干燥和洁净（1）防止金属腐蚀（2）回收利用废旧金属（3）有计划、合理地开采矿物（4）寻找金属的替代品课堂小结1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况

下容易生锈？（1）在干燥的空气中。（2）在潮湿的空气中。（3）部分浸入食盐水中。（4）浸没在植物油中。解：铁钉在（2）、（3）两种情况下容易生锈。铁生锈是铁与氧气和水发生了复杂的化学反应，在干燥的空气中没有（或缺少）水，植物油中没有氧气和水。课堂练习：2、

回答下列问题：（1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？（2）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布

擦净后才能用带油的布擦？解：（1）沙漠地区气候干燥，缺少水分。（2）用干布擦掉水分，保持自行车干燥，擦干后用带油