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6.3第2课时　工业炼铁
学习目标
1.了解热还原法、电解法、热分解法等冶炼金属的三种常用的方法。
2.掌握应用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。
◎素养要求:能依据探究任务完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论,形成实验探究的学科素养。
评价任务
1.独立完成自主学习。
2.合作完成任务驱动。
3.课后完成分层作业本。
【预习导学】
课时线索
铁的冶炼原理设备
自主学习
1.铁矿石炼生铁(工业炼铁)
(1)设备:　 。
(2)过程:将　 、　 和　 按一定比例加入高炉。
①　 转变成　 。
②高温条件下一氧化碳还原氧化铁反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
③石灰石的作用是　。
(3)产物:含有　 的碳,以及少量的　 和　 ,是铁的合金　 。
2.炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁,反应过程如下图:
(1)高炉炼铁时焦炭的作用是　 、　 。
(2)写出反应②③的化学方程式:②　 、③　　　　　　　　　　;石灰石的作用是　 。
(3)高炉炼铁得到的是生铁,其含碳量范围为　 ,它的性能硬而脆,有时需要进一步冶炼成　 (填铁的另一种合金)。
(4)铁矿石的种类很多,例如磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、黄铁矿(主要成分是FeS2)及上述的赤铁矿等。请分析用于炼铁的优质铁矿石应该具有哪些主要特点 ①　 ;②　 。(写两点)
3.金属冶炼的常用方法
(1)热还原法
例:碳、氢气分别与氧化铜反应,请写出它们反应的化学方程式: 　。
(2)电解法
例:氧化铝、氯化镁通电分解生成金属单质和相应的气体单质,请写出它们反应的化学方程式: 　。
(3)热分解法
例:氧化汞受热分解,请写出反应的化学方程式。
【答案】1.(1)高炉
(2)铁矿石　焦炭　石灰石
①焦炭　一氧化碳
②3CO+Fe2O32Fe+3CO2
③把脉石转变成炉渣而除去
(3)2%~4.3%　硫　磷　生铁
2.(1)提供热量　生成一氧化碳
(2)②C+CO22CO
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2
把脉石转变成炉渣而除去
(3)2%~4.3%　钢
(4)含铁量高　生成物无污染
3.(1)C+2CuO2Cu+CO2↑、H2+CuOCu+H2O
(2)2Al2O34Al+3O2↑、MgCl2Mg+Cl2↑
(3)2HgO2Hg+O2↑。
【合作探究】
任务驱动：有关含杂质的计算
例1:完成下列不纯物质的质量与纯物质的质量间的相互转化。
(1)含氧化铁80%的赤铁矿石200 kg,其中含氧化铁　 。
(2)　 含70%四氧化三铁的磁铁矿中含四氧化三铁140 kg。
小组内讨论交流并展示教材P181的检查站,第二题是有关含杂质物质的计算步骤、方法以及规范书写。
例2:冶炼2000 t含杂质3%的生铁,需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少
例3:有两种外观类似黄金的合金制品:①Cu-Zn合金,②Cu-Ag合金。若实验室只提供一瓶稀硫酸和必要的仪器。
(1)你认为能测出合金　 (选填序号)中铜的质量分数。
(2)取上述(1)中的合金粉末20 g放入烧杯中,加入50 g稀硫酸,恰好完全反应,测得烧杯内剩余物的质量为69.8 g。
求:①产生氢气的质量;②该合金中铜的质量分数。
【方法小结】
1.有关化学方程式的计算都是纯物质的计算,但在实际生产中所用的原料及产物都含有杂质,在计算原料或产物时要把杂质的质量变成纯净物的质量,步骤如下:
含杂质物质——纯净物——化学方程式的计算——纯净物——含杂质物质
2.换算关系
纯净物质量=混合物质量-杂质质量
纯净物质量=混合物质量×纯度
混合物质量=纯净物质量÷纯度
纯度=(混合物质量÷纯净物质量)×100%
【答案】例1:(1)160 kg
(2)200 kg
例2:
解:2000 t生铁中铁的质量为2000 t×(1-3%)=1940 t。
设需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量为x。
Fe3O4　+　4CO 3Fe+ 4CO2
232 168
x×90% 1940 t
=　x=2976.7 t
答:需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石2976.7 t。
例3:
(1)①
(2)①0.2 g;②67.5%。
2

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