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第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
第1课时 金属矿物及铁的冶炼
学业要求
1. 知道一些常见的金属如铁、铝、铜等矿石。
2.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
3.会根据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。
想一想，生活中常用的金属制品是天然存在的吗？
不是
那么这些金属是以什么形式存在的呢？
情景导入
地球上的的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，它们的存在主要有两种形式：
(2)化合物形式：大多数金属都是以__________形态存在于矿物之中，如赤铁矿、铝土矿等。
(1)单质形式：少数化学性质__________的金属，以单质形态存在，如________、________。
很不活泼
金
银
化合物
一、金属矿物
学习探究
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
单质形态存在的金属
赤铁矿：主要成分Fe2O3
磁铁矿：主要成分Fe3O4
金属矿物存在的金属
铝土矿
主要成分Al2O3
赤铜矿
主要成分Cu2O
金红石
主要成分TiO2
软锰矿
主要成分MnO2
二、铁的冶炼
大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人
类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提炼量最大的是铁。
早在春秋时期，我国已生产和使用铁器。战国
时期，铁制工具的大量使用提高了生产力水平。随后，铁逐渐成为最主要的金属材料。《天工开物》中有我国古代炼铁的记载。
讨论：
1、由赤铁矿得到铁，该除去何种成分？
2、该如何除去Fe2O3中的氧元素？
3、能够夺取Fe2O3中氧元素的物质有哪些？工业上该选用哪种物质反应得到单质铁？
原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石
原理：
工业炼铁
一氧化碳还原氧化铁
C + O２ ==== CO2
点燃
C + CO2 ==== 2CO
高温
涉及反应：
思考：
类比CO还原CuO实验，思考Fe2O3和CO在高温条件下会生成何种产物？该如何验证生成物？
利用磁铁吸引证明是否有铁生成
利用澄清石灰水证明是否有CO2生成
猜想：生成物为Fe和CO2
Fe2O3 +3CO===2Fe +3CO2
高温
反应的化学方程式：
（1）原料：
（2）实验操作
①检查装置的气密性。
②装试剂。
③先通一氧化碳，再点燃酒精喷灯。
④先停止加热，再通一会一氧化碳，直至玻璃管冷却。
赤铁矿、一氧化碳
实验室炼铁
巧记：一氧化碳早来晚走，酒精喷灯迟到早退。
（3）现象
玻璃管内红色的粉末逐渐变黑，同时产生使石灰水变浑浊的气体。
讨论
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
将一氧化碳燃烧，防止污染空气。
1.开始实验时，为什么先通入CO，后加热？
2.结束实验时，为什么先停止加热，后停止通入CO？
3.结尾处放置酒精灯的作用是什么？还有哪些改进方法？
4.书写有关反应的化学方程式
排出玻璃管中的空气，防止发生爆炸。
防止生成的铁被氧化。
处理尾气中的CO。
Fe2O3 +3CO===2Fe +3CO2
高温
含杂质物质的计算
用1000t含氧化铁80%赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%生铁的质量是多少(计算结果保留一位小数)
解：1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1 000 t× 80% ＝ 800 t
设：800 t 氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。
Fe2O3 +3CO===2Fe +3CO2
高温
160
800t
2×56
x
x=560t
折合为含铁96%生铁的质量为：560t÷96%=83.3 t
答：理论上可以炼出含铁96 生铁的质量是583.3 t。
B
某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（ ）
A. 盛装药品前应先检查装置气密性
B. 加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊
C. 已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为a→b→c→d
D. 这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳
C
课堂小结
铁的冶炼
原理
工业炼铁
含杂质物质的计算
CO还原Fe2O3
原料
原理
设备
随堂测试
2.炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学利用该原理设计一个实验，实验装置如图：
1. 工业生产中，不仅要考虑生产效率和经济效益的高低，还要考虑对环境污染的程度。在铁矿石的成本价格和杂质含量都相同的条件下，选择下列哪种矿石用来冶炼生铁比较好( )
A. 赤铁矿(主要成分Fe2O3) B. 黄铁矿(主要成分FeS2)
C. 菱铁矿(主要成分FeCO3) D. 磁铁矿(主要成分Fe3O4)
D
（1）给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯，要用其______（填“外焰”、“内焰”或“焰心”）进行加热。
（2）实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是____________________，观察到澄清石灰水的现象是_____________________。
（3）实验前“通入CO”与“开始加热”的顺序是________________________；实验后“停止通入CO ”与“停止加热”的顺序是__________________________。
（4）实验要在装置末端a处燃着一只酒精灯，其作用是_____________________ 。
外焰
先“通入CO”后“开始加热”
红色粉末变为黑色
澄清石灰水变浑浊
尾气处理
先“停止加热”后“停止通入CO”
3. 冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少？
解：设需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是x。
Fe3O4 +4CO===3Fe +4CO2
高温
232
x×90%
168
2000t×（1-3%）
x=2977t
答：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是2977t。

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