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第2节金属矿物铁的冶炼习水县二郎乡中学钟正帮一、常见的金属矿物1、分布和存在极少数金属以单质（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化合态金属在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。大多数金属以化合物的形式（化合态）存在思考：为什么金、银等少数金属以单质的形式存在？而大多数金属以化合物的形式存在呢？地壳中含量在前四位的金属元素分别是什么？2、常见矿石赤铁矿Fe2O3黄铁矿FeS2褐铁矿Fe2O3·XH2O磁铁矿Fe3O4菱铁矿FeCO3铝土矿Al2O3孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿Cu2O黄铜矿CuFeS2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的过程，叫做金属的冶炼。进行课本119页的实验，实验过程中注意安全（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。探究实验实验前观察颜色：＿＿__状态：＿＿＿__能否被磁铁吸起？＿红棕色固体粉末否Fe2O3实验步骤:1.反应前先检查装置的＿＿＿＿2.装入药品，连接好装置3.先制CO气体，然后验纯，若已纯，通CO气体一会儿,再用酒精灯对着氧化铁加热。尾气的处理：方法一：＿＿＿；方法二：＿＿_＿＿_＿，方法三：，目的：＿＿＿_＿＿_＿。4.观察氧化铁的颜色变化和石灰水的变化5.反应结束，先撤氧化铁处酒精灯，稍稍冷却后停止通CO气体6.待冷却后取出产物，用磁铁吸引，看能否被吸起，判断反应中生成了什么物质。气密性点燃用气球收集防止污染空气再利用演示实验实验后观察颜色：＿＿__状态：＿＿＿__能否被磁铁吸起？＿产物黑色固体粉末能结论：产物中有铁生成同时有二氧化碳生成1.组装查密2.装入药品3.验纯通气4.点灯除尾5.排空点灯6.熄灯通气7.冷却停气以防CO泄露，污染大气以防CO不纯，加热时发生爆炸排尽装置中的空气，以防加热时发生爆炸以防空气进入与灼热的铁反应，将其重新氧化以防未反应的CO污染大气实验步骤:铁冶炼的化学原理一氧化碳与氧化铁反应基本反应原理：＿Fe2O3+＿CO＝＿Fe+＿CO2高温Fe2O3→Fe3231现象：硬质玻管中粉末由红变黑；试管中澄清石灰水变浑；尾气可燃，火焰呈蓝色。工业炼铁上述反应原理也用于工业炼铁:原料：主要反应:高炉铁矿石、焦炭、热空气、石灰石工业炼铁的主要设备：｛①燃烧放热；②生成还原气CO。造渣除杂Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高温＿Fe3O4+＿CO＝＿Fe+＿CO2高温4341炼铁高炉的结构生产流程动画炼铁工业设备图以生铁为原料，利用氧气或铁的氧化物将一部分碳等杂质变为气体或炉渣而除去的过程。目的：降碳、调硅锰、除硫磷。原理：工业炼钢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，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是：()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%思考题：D把金属矿物与焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。冶炼锰、锌、铁、镍、铅等都是这种方法。举例：第一种方法:高炉炼铁金属的常用冶炼方法Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温Fe2O3+3H2====2Fe+3H2O高温2Fe2O3+3C====4Fe+3CO2↑高温电解法冶炼钠、钾、镁、铝等是这种方法。举例：2Al2O34Al+3O2↑通电第二种方法:湿法冶金（金属）用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来。如有色金属和稀有金属。举例：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu第三种方法:（即物质跟氧结合的反应称为氧化。物质失去氧的过程称为还原。同理：物质跟氧结合的反应叫氧化反应，这种物质叫还原剂。物质失去氧的反应叫还原反应，这种物质叫氧化剂。）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。如在反应3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2中，Fe2O3失去氧的过程，称为Fe2O3被还原。Fe2O3发生的反应就叫还原反应。Fe2O3是氧化剂，CO跟氧结合被氧化，是还原剂。高温随堂练习1、写出四氧化三铁分别与焦炭、氢气、一氧化碳在高温下反应的化学方程式。2C+Fe3O4====3Fe+2CO2↑高温4H2+Fe3O4====3Fe+4H2O高温4CO+Fe3O4====3Fe+4CO2高温2、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：①加热；②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。①②粉末由黑变红Cu石灰水变浑CO2（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__________。CO+CuO==Cu+CO2△CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O除尾气，防污染停止加热停止通气3、目前，市场上有一些不法分子利用黄铜（金黄色的铜、锌合金）制成假黄金首饰欺骗消费者。①下列方法中不能区别其真伪的是(密度：金19.3g/cm3铜8.9g/cm3锌7.4g/cm3)()A观察其外表B放入稀硫酸C测定其密度A②你能否想出其他的辨别方法？放在火上灼烧——真金不怕火炼；放入硫酸铜溶液中—使溶液褪色的是假金。4、工业上以赤铁矿（Fe2O3）为原料冶炼铁。某钢铁厂冶炼896Kg铁，需要含Fe2O364%的赤铁矿多少Kg？（2000Kg）5、2.8gCO在高温下跟5.8g某种铁的氧化物完全反应，这种氧化物是（）A、FeOB、Fe2O3C、Fe3O4C