金属矿物与冶炼教案.docx
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金属矿物与冶炼教案
金属矿物与冶炼
教课目标
1.认识地壳中金属的含量,掌握常有的金属矿物;
2.掌握实验室模拟炼铁的原理、装置、操作、现象、注意事项和产物考证;
3.掌握工业炼铁的原理、原料、设施、产物,娴熟书写有关化学方程式;
4.知道生铁和钢的差别,掌握含杂质物质的化学方程式的计算。
1、冠军的滋味!
2、妈妈的法宝!
3、爱情的目睹
同同大家知道这些金属是怎么炼制的?
自然界有没有现成的金属单
质存在?
?
赤铁矿黄铁矿(FeS2)
(Fe2O3)
菱铁矿(FeCO3)磁铁矿(Fe3O4)
(一)金属在自然界的存在
(1)绝大部分金属在自然界中是以化合物形态(化合态)存在,少量不开朗的金属,如金(Au)
银(Ag)铂(Pt)等以单质形态(游离态)存在。
(2)地壳中含量最多的金属是铝(Al),占地壳总质量的7.73%,其次是铁(Fe)钙(Ca)钠(Na)
等
(3)自然界以化合态存在的金属主假如以矿石的形式存在,如:
赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)
黄铁矿(FeS2)孔雀石(Cu2(OH)2CO3)铝土矿(Al2O3)
(二)模拟炼铁(*重点*)
(1)实验装置图:
(2)实验操作:
先通CO(排净装置内空气,搁置加热时发生爆炸)再加热,当反响结束后,先停止加热持续通一氧化碳至试管冷却(防备石灰水倒吸入玻璃管,使玻璃管炸裂,防备新进入的空气将热的铁氧化)。
(3)实验现象:
玻璃管内红棕色的粉末变为黑色,导管尾端澄清石灰水变污浊。
(4)发生的反响:
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(5)产物:
铁和二氧化碳,为了考证反响的生成物,可用磁铁吸引黑色粉末能被吸起,证明有
铁生成(或取反响后的物质,向此中滴加稀盐酸有气泡生成,证明有铁生成,反响的化学方程式:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑)为了考证一氧化碳的氧化产物,将反响后的气体通入澄清石灰水中,澄清的石灰水变污浊,证明有二氧化碳生成,反响的化学方程式:
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
注意:
一氧化碳有毒,反响后的尾气不可以直接排放到空气中,正确的做法是:
采集起来或许点焚烧掉,负责污染空气。
模拟炼铁获取的是纯净的铁,而高炉炼铁获取的是生铁。
(三)工业炼铁(*重点*)
原料:
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
原理:
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2;设施:
高炉
产物:
生铁
(铁合金、混淆物
)
高炉中发生的反响:
C+O2=CO2;CO2+C=2CO;Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2;CaCO3=CaO+CO2
↑
(四)生铁和钢(*重点*)
(1)生铁:
生铁是指含碳2%--4.3%,以及少许磷和硫的铁合金。
它硬而脆,不利于加工,可铸不行锻。
(2)钢:
钢是含碳量为0.03%--2%,不含或含少许磷、硫杂质的铁合金。
钢硬而韧,有弹性,可铸可锻。
(五)氢气和一氧化碳复原金属氧化物的异同(*难点*)
(1)氢气是单质,一氧化碳是化合物,所以氢气和金属氧化物的反响属于置换反响;一氧化碳属于氧化物,反响不是置换反响。
(2)氢气无毒,尾气无需办理;一氧化碳有毒,装置需密闭,尾气需重点燃或许采集办理。
(3)氢气的反响物是水,试管口应略向下倾斜,否则可能使水倒流惹起试管破碎;一氧化碳的反响产物是气体
(4)氢气的反响产物是水,可察看到有水珠产生,查验一氧化碳的产物二氧化碳时利用澄清石
灰水。
(六)含有杂质的反响物或生成物的有关计算(*难点*)
(1)金属冶炼选择矿石的标准:
矿石简单获取、金属元素的含量高、冶炼时不会产生污染空气的物质等。
(2)实质生产过程中,所用的原料一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应试虑到杂责问题。
(3)化学方程式所表示的都是纯净物发生化反响时的互相关系,各化学式所表示的量是纯净物
之间的质量关系,现实生活中绝对纯净的物质不存在,所以进行化学计算时不不纯的物质换成纯物质
的质量进行计算:
纯度=纯物质的质量/不纯物质的质量*100%=1-杂质的质量分数
纯物质的质量=不纯物质的质量*纯度;不纯物质的质量=纯物质的质量/纯度。
基础训练
1.人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代,再到铝合金大批使用的过程。
这一事实与
以下要素有关的是()
A.地壳中金属元素的含量B.金属的导电性、延展性
C.金属的活动性D.金属冶炼的水平
2.人类在生产、生活中常常使用铁。
以下对于铁的说法正确的选项是
()
A.铁矿石在地壳中含量最丰富,能够任意开采
B.生铁是含少许碳的铁合金
C.荒弃铁制品回收成本太高,属于不行回收垃圾
D.纯铁比生铁硬,不锈钢比纯铁的防腐化性能差
3.钛(Ti)和铁(Fe)都是有宽泛用途的金属,某钛铁矿中
Ti显+4价,Fe显+2价,该钛铁矿的化
学式是
(
)
A
.FeTiO
3
B.FeTiO
4
C.FeTiO
D.FeTiO
2
3
2
4
4.碳在高温下能够和氧化铁反响,化学方程式可表示为:
2FeO+3C
4Fe+3CO↑,以下说法中正
2
3
2
确的是
(
)
A
.该反响属于分解反响
B.反响中碳元素
的化合价降低,铁元素的化合价高升
C.碳是复原剂
D.氧化铁是复原剂
5.以下反响中,一氧化碳不是复原剂的
是
(
)
A.CuO+CO
高温
高温
Cu+CO
2
B.CO+C2CO
2
高温
高温
B.Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2
D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO
2
6.以下表达正确的选项是
(
)
A.由铁矿石炼铁是化学变化,由生铁炼钢是物理变化
B.由铁制容器盛放稀硫酸或硫酸铜溶液,容器易被腐化
C.生铁和钢都是铁的合金,它们在性能和用途上差别不大
D.生铁和钢都能完好溶解在稀盐酸中
7.铁是工农业生产和人们生活离不开的重要金属资料之一,人类每年要从自然界中获取大批的铁矿
资源。
(1)写出工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分Fe2O3)反应冶炼铁的化学方程
式:
。
(2)经过上述方法获取的是生铁,请写出另一种铁合金的名称
能力训练(提示:
H—1C—12O—16S—32Fe—56)
1.有一种黑色粉末在高温下能够和CO反响,该粉末可能是以下物质中的
A.铁粉B.氧化铁C.氧化铜D.木炭粉
()
2.某同学在实验室用一氧化碳与氧化铁反响,若获取铁,则耗费的一氧化碳的质量是
()
A.等于B.大于C.小于D.不大于
3.CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物,拥有复原性,可用于冶金工业。
以以下图
(1)写出图中标有序号的仪器名称①,②。
(2)CO气体能令人中毒,其原由是。
(3)实验过程中,先要进行的是,再进行。
(4)A中反响的化学方程式是。
B中反响的化学方程式
是。
,B中察看到的现象。
(5)该装置的不足之处是。
4.某炼铁厂日产杂质5%的生铁3000t,试计算:
(提示:
O—16Fe—56)
(1)该3000t生铁中含纯铁多少吨?
(2)该炼钢厂每日需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨?
(计算结果保存整数)
5.A~J都是初中化学中的常有物质,此中D、E对保持自然界生命活动至关重要,A、B为黑色固
体,C是红色金属单质,H为气体。
它们的互相转变关系以以下图所示。
请回答下
列问题:
(1)写出以下物质的化学式:
B
,D
,I
,J
。
(2)反响①③④⑤中属于置换反响的是
(填序号)。
(3)写出反响②⑤的化学方程式
;
。
拓展训练
一、选择题:
1、以下金属,不是以单质形态(游离态)存在的矿物是(
)
A、铝
B、金
C、银
D、铂(白金)
2、依据以下表格中某些金属元素含量的数据,请判断产量最大应用最广的金属是()
A
B
C
D
元素名称
钾
钠
铝
铁
质量分数/%
3、冶炼金属的方法有好多,请问要把氧化铝冶炼成铝,应该采纳的冶炼方法是()
A、热复原法
B、电解法
C、直接加热法
D、煅烧法
4、将氧化铝经过冶炼后能够获取铝,现有氧化铝
510㎏,假定所有参加反响,可获取铝的质量为(
)
A、500㎏
B、430㎏
C、270㎏
D
、102㎏
5、以下物质不可以用来冶炼金属的是(
)
A、H2B、CC、CO
D、Cl2
二、填空题
1、钢铁厂的冶炼过程是:
将铁矿石(主假如赤铁矿)、焦炭和石灰石按必定的比率加入高炉中,经过
一系列的化学变化,获取生铁,生铁里含有(2%—4.3%)的碳,以及少许的磷和硫;再将生铁放入炼
钢炉里,经过一系列的化学反响,使其含碳量降低到
(0.03%—2%),并除掉磷、硫杂质,就获取钢。
请你依据所学知识回答以下问题:
①你以为生铁和钢的最大差别是依据;
②所获取的生铁和钢中,含有的杂质最少的应该是;
③请你写出钢拥有的
2点性能:
、
;
④假如在钢中加入各样金属,就能熔炼成多样拥有特别性能的合金钢。
请列举
2种合金钢,分别说明
其一个特征和一个用途:
合金钢名称特性对应的用途
⑤你以为在高炉中,作为将赤铁矿复原成生铁的拥有复原性的物质是(填化学式);请
用精练的语言表述将生铁转变为钢的主要目的是。
CuO
A
BC
2、如图是某种气体A复原
氧化铜的实验装置,请回答:
⑴写出仪器名称:
B:
;
⑵小明以为A气体可能是
氢气,也可能是一氧化碳,他设计的实验装置以下图,请你帮助他达成:
a、请你指出上述装置中存在不足之处:
,
说明改良这个实验装置的原由:
;
当实验装置经改良完美后。
b、小明设计了以下实验步骤:
①在硬质玻璃管中装入氧化铜,②用酒精灯对着玻璃管放氧化铜处加
热,③先通入CO一会儿,
④停止加热,⑤持续通入CO,直至玻璃管冷却。
正确的摆列次序是(填序号:
;
c、如果A是CO,装置C中放入澄清的石灰水,那么可以观察到的现象
是、写出有关化学方程式
;
⑶假如A是氢气,反响的化学方程式为3、由两种金属粉末构成的混淆物共
;
。
(此中一种是锌),投入足量的盐酸中,充足反响后,采集
到1g氢气,则该混淆物的构成可能是(填字母)
A、Zn和MgB、Zn和AlC、Zn和FeD、Zn和CuE、Zn和Ag三、计算题:
(结果保存一位小数)
1、将100g锌片投入足量的稀硫酸中完好反响后,获取2g的氢气,求此锌片的纯度是多少?
2、我市某钢铁厂用含杂质80%的赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)冶炼生铁。
现有8000㎏这类矿石可
炼出含铁96%的生铁多少千克?
四.1.含铁的混淆物5.6g,与足量的盐酸完好反响时放出氢气0.21g。
则铁中混入的另一种金属可能
是()
A.铝B.铜C.锌D.银
2.类比法是化学研究物质的重要方法之一。
草酸的化学性质与碳酸相像。
已知碳酸易分解,草酸在
受热条件下也分解,仅生成三种氧化物。
某校研究性学习小组对此睁开研究:
(1)小明第一依据草酸中含有元素,可推测生成物中含有水。
(2)小明对分解生成的其余产物进行猜想、考证:
【假定一】生成物中有二氧化碳
实验一:
将生成的气体通入澄清的石灰水,
实验现象是,
小明据此判断生成物中含有二氧化碳。
【假定二】生成物中有一氧化碳
实验二:
小明用如右图装置进行实验,
进而证明生成物中含有一氧化碳。
请回答:
A装置中黑色固体粉末是(填化学式),A装置中的实验现象是:
。
(3)议论沟通:
小芳以为,小明的“实验二”不需要B装置也能够推测出生成物中含有一氧化碳,
你能否支持小芳的看法:
(填“支持”与“不支持”),请说出你的理
由:
。
小芳以为,从环保的角度看,“实验二”装置有一个缺点,请
你指出该缺点:
,办理的方法是。
中考真题
1.生铁和钢的主要差别是()
A、钢是铁的合金,而生铁是纯铁
B、含碳量不一样
C、钢含碳而生铁不含碳
D、生铁含碳而钢不含碳
2.炼铁的主要原料是()
A、石灰石、焦炭、生铁
B、焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C、石灰石、焦炭、铁矿石
D、铁矿石、氧气、二氧化锰
克CO在高温下跟5.8克铁的某种氧化物完好反应,这类氧化物是()A、FeO?
?
?
B、
Fe2O3?
?
?
C、Fe3O4?
?
?
D、没法确立
4.(2014湖州)某电镀厂的电镀液中含有金盐,为了回收此中的金元素,技术人员制作了如图的“吸金球”,“吸金球”是装入一些“吸金”物质的纱袋,把“吸金球”浸入电镀液,能“吸”出盐溶
液中的金,据上所述,“吸金球”中的“吸金”物质可能是()
A.活性炭(C)B.磁石(主要成分是Fe3O4)
C.铁屑(
Fe)
D.胆矾(
CuSO4?
5H2O)
5.(2014武威)铁是生产生活中应用最宽泛的一种金属.
(1)在酱油中加入铁加强剂,是我国为解决(填“甲状腺肿大”,“贫血”或“骨质松散”)
而实行的项目.
(2)铁元素与地壳中含量最多的元素构成化合物的化学式为(写出一种即可).高铁酸
钠(Na2FeO4)是一种新式高效的净水剂,高铁酸钠中铁元素的化合价为.
(3)常有的食品脱氧剂多为无机铁系脱氧剂,其主要成分为活性炭粉.请将以下脱氧中的主要反响
的化学方程式增补完好:
4Fe(OH)2+O2+2═4Fe(OH)3,此反响的基本种类是.
6.(2014武威)铝、铁、铜是人类宽泛使用的三种金属,与我们生活息息有关.
(1)在空气中制品(填“铝”或“铁”)更耐腐化.
(2)人们大批使用的是合金而不是纯金属,这是由于合金拥有更多优秀性能,比如钢比纯铁硬度(填“大”或“小”).
(3)用以下试剂考证这三种金属的活动性次序,能达到目的是(填序号).
A.硫酸铝溶液B.硫酸亚铁溶液C.硫酸铜溶液
(4)硫酸和盐酸都能除铁锈,写出盐酸与铁锈主要成分反响的化学方程式.
7.(2014齐齐哈尔)如图是实验室模拟工业炼铁的装置图.
(1)分别写出硬质玻璃管和试管内产生的现象_________
(2)金属矿物的储量有限,并且不行重生.所以回收利用废旧金属拥有很重要的意义,请写出此中的一点.
.
练习题
(一)
1、我国古代的主要化学成就有:
①制造青铜器
②湿法冶铜
③冶炼钢铁,按历史年月先
后次序应用于生产摆列的是
()
A.①②③
B.①③②
C.③②①
D.②①③
2、以下变化过程不属于金属冶炼的是(
)
A.电解氧化铝
B.铁在氧气中焚烧
C.金属氧化物与焦炭
在高温下反响
D.高温下
CO复原
CuO
3、X、Y、Z三种金属中,只有
Z能和稀硫酸反响;将
Y放人
X的盐溶液中,
Y表面有
X析出。
则
X、
Y、Z三种金属的活动性次序为
()
A.X>Z>YB.Y>X>ZC
4、在氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)和四氧化三铁
.Y>Z>XD.Z>Y>X
(Fe3O4)这三种铁的氧化物中,铁的质量分数按由
大到小次序摆列的是
A.Fe3O4、Fe2O3、FeO
B.FeO、Fe2O3、Fe3O4
C.FeO、Fe3O4、
Fe2O3
D.Fe2O3、Fe3O4、FeO
5、1989年世界卫生组织把铝确立为食品污染源之一加以控制使用。
以下对铝应控制①制铝合金②制电线③制餐饮具④制银色漆的原料⑤制装饮料的易拉罐
使用的是(
⑥包装糖果和小食
)
品
A.①③④B.③⑤⑥C.②⑤⑥D.所有控制
6、化学的研究目的就是帮助人们认识、改造和应用物质,把金属矿物冶炼成金属就是人们利用化学
方法实现物质改造的典型典范。
下表中不一样的金属被开发和利用的年月不一样,从化学反响的角度看,
决定这一年月先后次序的重点要素是()
约200年前
约2500年前
约6000
约6000年前
A.金属的活动性
B
年
.金属的导电性
K、Ca、Na、Mg、Al
、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)
、Cu、Hg、Ag、Pt
、Au
C.金属的延展性
D
.地壳中金属元素的含量
7、工业生产中常将两种金属在同一容器里加热使其熔合,冷凝后获取合金。
试依据下表所列的有关
数据(其余条件均已知足)
,判断不可以制得合金的是(
)
金属
Na
K
Al
Cu
Fe
熔点(℃)
660
1083
1535
沸点(℃)
883
774
2200
2595
2750
A.Na—Al合金
B
.Na—K合金
C.Fe—Cu合金
D.K—Fe合金
8.以下表达中,不切合右图实验设计企图的是()
A.说明一氧化碳拥有复原性
B.说明生成物二氧化碳的密度比空气大
C.说明一氧化碳和氧化铜的反响需要加热
D.能够防备有毒的一氧化碳气体对空气的污染。
9、炼铁采纳的铁矿石不单要选含铁量高的,还要选“有害”少的。
今有铁矿石,磁铁矿石(主要成分
是Fe3O4),赤铁矿石(主要成分是Fe2O3),褐铁矿石(主要成分是2Fe2O3·3H2O),菱铁矿石(主要成分是
FeCO3),黄铁矿石(主要成分是FeS2),你以为不适合炼铁的矿石是:
;原由
是:
。
10、甲图是一氧化碳与氧化铁反响装置的表示图,乙图是高炉炼铁表示图。
请回答以下问题。
(1)写出甲图硬质玻璃管内反响的化学方程式:
。
(2)甲图中尾气办理的目的是。
(3)乙图中高炉练铁时焦炭的作用是
①;②。
(4)为何乙图中生铁出口低于炉渣出口?
答:
。
11、金属资料在生产、生活中有甲着宽泛的应用。
乙
(1)人类每年从自然界提取大批的金属,此中提取量最大的是铁。
用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)和一氧
化碳炼铁的化学方程式为。
(2)北京奥运会用到多种资料。
以下应用中使用金属资料的有(填序号)。
①使用金、银和铜等制作奖牌②使用纯羊毛和聚酯纤维制作“福娃,,
③使用新式钢材建筑“鸟巢”④使用聚氟乙烯制造“水立方”外层膜
练习题
(二)
1.以下变化属于物理变化的是()
A、铁矿石炼成铁B、铁矿石粉碎
C、铁丝在氧气中焚烧D、铁的生锈
2.
以下变化过程不属于金属冶炼的是(
)
A、电解氧化铝
B、铁在氧气中焚烧
C、金属氧化物与焦炭在高温下反响
D、高温下CO复原CuO
3.
以下物质前者是混淆物,后者是纯净物的是(
)
A、铁矿石、天然气B、铜、生铁C、铁、不锈钢D、钢、氧化铁
4.炼铁的主要原料是()
A、石灰石、焦炭、生铁B、焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C、石灰石、焦炭、铁矿石D、铁矿石、氧气、二氧化锰
5.生铁和钢的主要差别是()
A、生铁含杂质,钢不含杂质B、生铁含碳,钢不含碳
C、生铁不含碳,钢含碳
D、生铁中含碳
2%—4.3%,钢中含碳0.03%—2%
6.
以下物质的颜色不是黑色的是(
)
A、Fe2O3
B、Fe3O4
C、MnO2
D、CuO
7.
在高炉炼铁的反响中,CO是(
)
A、氧化剂
B、复原剂
C、氧化剂
D、提升炉温
8.
以下对物质颜色的描绘不正确的选项是(
)
A、四氧化三铁是黑色的B、纯铁是黑色的
C、硫酸亚铁溶液是浅绿色的D、硫酸铜溶液是蓝色的
9.以下制品中可用生铁制造的有()
①家用铁锅②电动机铁芯③机床底座④化工机械⑤坦克装甲⑥医用手
术刀
A、②③⑤B、①③④C、②⑤⑥D、①③⑤
10.金属(Ti)是航空、宇航、军工、电子等方面的必要原料。
在生产钛的过程中可用镁在加热条件
下与
TiCl
4
反响制得金属钛,反响的化学方程式为:
TiCl
4
+2Mg
Ti+2MgCl。
该反响
2
属于()
A、化合反响B、分解反响C、置换反响D、没法确立
11.生铁和钢的主要差别在于()
A、生铁和钢的主要成份都是铁,其含碳量不一样,性能也不一样
B、生铁是铁,钢是铁的氧化物
C、生铁硬而有韧性,既可铸又可煅
D、钢是用铁矿石和焦炭作原料炼制而成
12.我国劳感人民曾对世界文明作出巨大的贡献,此中青铜器、冶铁、炼钢最早的年月挨次是(
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