九年级化学上册 5.2 金属矿物 铁的冶炼教学案 沪教版.doc

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1、金属矿物铁的冶炼课堂探究知识点1金属在自然界中的存在(1)地壳中金属元素的质量分数由大到小的顺序为Al、Fe、Ca、Na、K、Mg……(2)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)以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。知识点2常见的金属矿物名称化学式铁的矿物赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4菱铁矿FeCO3黄铁矿FeS2铜的矿物黄铜矿CuFeS4孔雀石Cu2(OH)2CO3斑铜矿Cu3FeS4赤铜矿Cu2O铝的矿物铝土矿Al2O3明矾石KAl(SO4)2•12H2O例1(兰

2、州中考)现有①赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、②磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、③黄铁矿(主要成分为FeS2)，请你从经济效益和环境保护的角度分析三种矿石中哪种最不适合用来炼铁________(填写代号)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：先从物质组成上比较分析：黄铁矿中含硫元素，

3、炼铁过程中会产生污染空气的二氧化硫。再从所含铁元素的质量分数多少来比较分析：磁铁矿主要成分是Fe3O4，铁元素的质量分数为72.4％；黄铁矿的主要成分是FeS2，铁元素的质量分数为46.7％；赤铁矿主要成分是Fe2O3，铁元素的质量分数为70％。铁元素含量最低的是黄铁矿，且在炼制过程中会生成SO2等有害气体，因此最不适合用来炼铁的是黄铁矿。答案：③黄铁矿中铁的含量最低，且炼铁过程中会生成SO2等有害气体，污染环境方法技巧优质铁矿石必须具备两点：①含铁量高；②不易产生污染。对于矿石中铁元素含量的判断，采用化

4、学式变形法，即Fe3O4→，Fe2O3→，FeS2。当化学式中铁原子个数相同时，其中所含氧原子数越少(其他原子可看作相当的氧原子)，铁元素含量越高。知识点3铁的冶炼(重点难点)教材第124页观察与思考解答：见中考考点对接。金属的冶炼：使金属矿物变成金属的过程。让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。图5–2–1(1)实验装置：如图5–2–1所示。(2)实验步骤①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入纯净的一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通一氧化碳。说明①实验时先通一氧化碳气体，

5、目的是排出装置内的空气，防止一氧化碳中混有空气，在加热时发生爆炸。②如果先停止通一氧化碳，炽热的铁遇到空气，又被空气中的氧气氧化。③尾气要处理，因为一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，一般可点燃后排放，也可以收集起来，集中处理。规律总结对于一氧化碳的通入、停止与开始加热、停止加热的先后顺序可巧记忆：一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退。(3)实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。注意铁变成粉末状，其颜色是黑色而不是银白色。(4)有关化学方程式：①Fe2O3+3CO2Fe+3

6、CO2；②CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O；③2CO+O22CO2。例2(河南中考)在实验室里，可以利用图5–2–2所示装置制得铁。ABC图5–2–2(1)A处玻璃管内所发生反应的化学方程式为___________________。(2)B处可观察到的现象是___________；C处酒精灯的作用是__________________。(3)待四氧化三铁完全反应后，停止加热A处，在断开A．B之前应继续通入一氧化碳至A处玻璃管冷却。若不继续通入一氧化碳，可能出现的后果是__________

7、_________。解析：CO2能使澄清石灰水变浑浊；尾气中含有CO，必须进行尾气处理，否则会污染空气；若不继续通CO，则A处玻璃管中压强变小，石灰水倒流到玻璃管中，炸裂玻璃管且使还原出的铁再次被氧化。答案：(1)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2(2)澄清石灰水变浑浊点燃多余的一氧化碳，避免污染空气(3)石灰水回流至A处玻璃管中，导致玻璃管炸裂，且使还原出的铁再次被氧化警示CO有剧毒，会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白失去运输氧气的能力，导致人缺氧而中毒甚至死亡。知识点4工业炼铁(1)主要设备：高炉(

8、如图5–2–3所示)。图5–2–3炼铁高炉结构示意图(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。(3)方法及原理：将铁矿石(主要是赤铁矿)、焦炭和石灰石按一定的比例加入高炉中，从炉下部通热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。石灰石的作用是使铁矿石中的脉石(如二氧化硅)转变成炉渣而除去。主要反应原理的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(4)产品：用高炉炼