课题3金属资源的利用和保护第1课时炼铁的原理赤铁矿磁铁矿铝土矿黄铜矿红棕黑浑浊高炉铁矿石焦炭石灰石高温一氧化碳铁矿石一氧化碳还原氧化铁的实验操作顺序及解释操作顺序解释或结论先通入一段时间CO,并点燃酒精灯通CO的目的是赶尽装置内的空气,防止引起爆炸;点燃酒精灯的目的是防止CO污染空气点燃酒精喷灯,给氧化铁加热使CO与氧化铁发生反应:3CO+Fe2O32Fe+3CO2实验结束,熄灭酒精喷灯,继续通入CO气体直至玻璃管冷却(1)防止试管内的液体倒吸(2)防止生成的铁被空气中的氧气氧化(1)CO具有可燃性,因此点燃前一定要验纯;(2)因尾气中含有CO,而CO有毒,因此,操作中一定不能忽视尾气的处理,一般采用燃烧法或容器收集法来处理。【例题】CO是一种无色、无味、有毒的可燃性气体污染物,具有还原性,可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其还原性,设计了如下实验装置。请回答以下有关问题:(1)写出图中标有序号的仪器名称①,②。(2)实验开始时,先要进行的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。Ⅰ.加热Ⅱ.通一氧化碳(3)B中反应的化学方程式是,B中观察到的现象是。解析:由于一氧化碳具有可燃性,若混有空气,点燃或加热时易发生爆炸,所以实验过程中要先通一氧化碳,把管内空气排干净后再加热。答案:(1)铁架台试管(2)Ⅱ(3)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O澄清石灰水变浑浊123451.用下列矿石冶炼金属时,排放的废气容易形成酸雨的是()A.辉铜矿(主要成分Cu2S)B.赤铁矿(主要成分Fe2O3)C.磁铁矿(主要成分Fe3O4)D.铝土矿(主要成分Al2O3)答案解析解析关闭辉铜矿主要成分是Cu2S,含硫元素,冶炼过程中会产生二氧化硫,引起酸雨。答案解析关闭A6123452.工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应,该反应中发生还原反应的物质是()A.COB.Fe2O3C.CO2D.Fe答案解析解析关闭一氧化碳与氧化铁反应时,氧化铁失去氧,发生还原反应,一氧化碳得到氧,发生氧化反应。答案解析关闭B612345答案答案关闭B3.下列关于炼铁的说法不正确的是()A.工业炼铁所用的设备是高炉B.实验中为充分利用一氧化碳要先加热试管C.工业炼铁原料要用到石灰石D.实验室模拟炼铁时要进行尾气处理6123454.炼铁的过程是()A.含铁的化合物在高温下分解而得到铁B.含有铁的化合物与碳发生置换反应C.在高温下用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来D.在高温下用一氧化碳从铁的化合物中将铁氧化出来答案答案关闭C6123455.工业上炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程如下图:已知生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。属于置换反应的是,用于高炉炼铁的反应原理是(填序号)。(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是。(1)反应:①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,②Fe2O3+3C2Fe+3CO。612345(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体的化学式是。炉渣中含有硅酸钙(CaSiO3),其中硅元素的化合价是。(4)炼钢炉中,通入纯氧的目的是。将钢锭轧成钢板,体现了金属的性。答案解析解析关闭(1)置换反应必须满足反应物为单质和化合物,生成物为其他单质和化合物才行,所以②符合条件,炼铁的反应原理为①。(2)将固体粉碎是为了增大反应物的接触面积,增大反应速率。(3)热空气和高炉气体中都含有氮气。硅酸钙中,钙元素为+2价,氧元素为-2价,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0,则硅元素为+4价。(4)炼钢时通入纯氧的目的是使生铁中的碳发生反应,以降低含碳量;将钢锭轧成钢板,体现了金属良好的延展性。答案解析关闭(1)②①(2)增大反应物的接触面积,增大反应速率(3)N2+4价(4)使生铁中的碳转化为二氧化碳,降低生铁中碳含量延展6123456.在下图中,甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图,乙图是高炉炼铁示意图,请回答下列问题。甲乙612345(1)写出甲图中的实验现象:。(2)甲图中装置的不足之处是。(3)请写出高炉中生成铁的化学方程式:。答案答案关闭(1)红棕色粉末变黑,试管中澄清石灰水变浑浊(2)没有尾气处理装置(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO26