第一節(jié)常見的金屬材料

1、工業(yè)煉鐵的原理三家中學(xué) 楊大偉本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解煉鐵的原理；知道還原反應(yīng)的概念；通過(guò)對(duì)煉鐵原理的實(shí)驗(yàn)分析，培養(yǎng)安全操作意識(shí)和良好的環(huán)保意識(shí)。人類冶煉最多，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的金屬是什么？地殼中鐵的含量在金屬中居于第幾？自然界中鐵元素主要以什么形式存在？為什么？你知道的鐵礦石有哪些？我國(guó)的鐵礦石主要分布是怎樣的？你知道我國(guó)勞動(dòng)人民早在什么時(shí)期就發(fā)明了煉鐵和使用鐵器了？你知道嗎？鐵是人類冶煉最多、應(yīng)用最廣泛的金屬。鐵元素在地殼中含量很大，排在金屬元素的第二位。因其化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在自然界主要以化合物形式存在。鐵礦石主要有赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等。我國(guó)的鐵礦石分布廣泛，主要在遼寧、河北、

2、四川等地。我國(guó)勞動(dòng)人民早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就發(fā)明了煉鐵技術(shù)和使用鐵器。我知道！今天，鐵在日常生活和國(guó)民生產(chǎn)中的地位更是十分重要。我們有必要了解和掌握以鐵礦石為原料冶煉得到鐵的過(guò)程。這節(jié)課我們將以主要成分為Fe2O3的赤鐵礦為例來(lái)學(xué)習(xí)探究如何實(shí)現(xiàn)鐵的冶煉。實(shí)驗(yàn)探究煉鐵的基本原理反應(yīng)原理：Fe2O3Fe討論:對(duì)比Fe2O3與Fe組成上的區(qū)別，請(qǐng)同學(xué)們大膽設(shè)想，如何實(shí)現(xiàn)從Fe2O3到Fe的轉(zhuǎn)變？需要一種物質(zhì)將氧元素從氧化鐵中奪去COFe2 O3FeCO2請(qǐng)同學(xué)們嘗試寫出該變化的反應(yīng)方程式。像上述反應(yīng)一樣，氧化物中的氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫奪氧的（在反應(yīng)中得

3、到氧）是還原劑，被氧化；如CO在上述反應(yīng)中得到氧，被氧化，作還原劑。被奪的（在反應(yīng)中失去氧）是氧化劑，被還原；如Fe2O3。在上述反應(yīng)中失去氧，被還原，作氧化劑。氧化劑、還原劑都是針對(duì)反應(yīng)物來(lái)說(shuō)的一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)視頻1、裝置中右邊的酒精燈起什么作用？澄清石灰水的作用是什么？2、一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中為什么先通入一氧化碳再加熱？3、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)為什么先停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳至硬質(zhì)玻璃管冷卻至室溫？請(qǐng)大家注意實(shí)驗(yàn)裝置、操作步驟、現(xiàn)象、注意事項(xiàng)；并思考下面問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)裝置：討論:1、裝置中右邊的酒精燈起什么作用？澄清石灰水的作用是什么？（ 除去尾氣中的CO，防污染；檢驗(yàn)產(chǎn)物CO2）固體與流

4、動(dòng)的氣體反應(yīng)，氣體的利用率很低實(shí)驗(yàn)步驟:1、組裝裝置并檢查氣密性2、加入藥品3、點(diǎn)燃尾部酒精燈，通入純凈的一氧化碳4、待空氣完全排出后點(diǎn)燃酒精噴燈加熱5、待反應(yīng)結(jié)束后熄滅酒精噴燈，繼續(xù)通入一氧化碳6、待冷卻至室溫后停止通入一氧化碳，熄滅尾部酒精燈一氧化碳早出晚歸，酒精燈（加熱硬質(zhì)玻璃管的）遲到早退。要點(diǎn)記識(shí)2、一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中為什么先通入一氧化碳再加熱？（排盡裝置中的空氣，以防加熱時(shí)發(fā)生爆炸）3、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)為什么先停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳至硬質(zhì)玻璃管冷卻至室溫？（防止鐵在較高的溫度下重新被氧化;同時(shí)還可以防止石灰水倒吸） 討論：一氧化碳還原氧化鐵的注意事項(xiàng)可歸納為“三防”：防爆炸、防

5、氧化、防污染硬質(zhì)玻璃管中固體由紅棕色變黑色（Fe2O3Fe），試管中石灰水變渾濁（COCO2），尾氣燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：討論：如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì) ？（石灰水變渾濁CO2生成；固體由紅棕色變黑色Fe， 也可用磁鐵吸引反應(yīng)后的黑色固體） CO與Fe2O3在高溫條件下反應(yīng)生成CO2和Fe。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：方法一：點(diǎn)燃 尾氣處理：因?yàn)橐谎趸加卸?，?duì)環(huán)境有污染，不能直接排入空氣中，必須進(jìn)行處理。你能想到哪些處理的方法？ 方法二：用氣球收集尾氣處理：方法三：再利用尾氣處理：吸收CO2檢驗(yàn)CO2是否除盡吸收水蒸氣 1、如圖是用一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置，回答下列問(wèn)題：（1）有下列實(shí)驗(yàn)步驟

6、： 加熱；通入一氧化碳。請(qǐng)用上述實(shí)驗(yàn)步驟的標(biāo)號(hào)填空，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先_，然后_。（2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，A裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象為_ _，說(shuō)明有_ _生成，B裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象為_，說(shuō)明有_生成。粉末由黑變紅Cu石灰水變渾CO2小練習(xí)：（3）裝置A中的反應(yīng)化學(xué)方程式為_，裝置B中的反應(yīng)化學(xué)方程式為_，裝置C中的目的是_。（4）反應(yīng)結(jié)束，應(yīng)先_，待冷卻后_。 CO+CuO = Cu+CO2高溫CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O除尾氣，防污染停止加熱停止通氣2、請(qǐng)分別寫出H2、CO在高溫下與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出氧化劑、還原劑。高溫H2 + CuO = Cu + H2O高溫CO + CuO = Cu + CO2原料：鐵礦石(赤鐵礦)：提供鐵元素焦炭、空氣：提供CO和熱量石灰石：造渣,就是和鐵礦石里的雜質(zhì)形成爐渣. 工業(yè)煉鐵設(shè)備：高爐過(guò)量空氣焦炭焦炭高溫高溫赤鐵礦高溫CO2COFe反應(yīng)過(guò)程：拓展延伸涉及反應(yīng)化學(xué)方程式：3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2高溫C + CO2 = 2CO高溫C + O2 = CO2點(diǎn)燃產(chǎn)品：生鐵（含碳