鐵的冶煉-合金第一課時(shí)

1.地殼中元素含量由高到低的順序是_____________（前4位），其中位于金屬元素第二位且應(yīng)用最廣的是______。

O.Si.Al.Fe.Fe2.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在自然界中主要以_________形式存在，常見的鐵礦石有_________（主要成分為

）、__________________

（主要成分為

）、菱鐵礦、黃鐵礦等。化合物赤鐵礦磁鐵礦Fe2O3Fe3O4我國幾個(gè)大型的鐵礦遼寧鞍山湖北大冶四川攀枝花11.1.1生鐵和鋼一、生鐵和鋼1.合金：一種金屬與其他金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的混合物。2.生鐵和鋼是鐵的合金，主要區(qū)別是含碳量不同。生鐵含碳量2%-4.3%鋼含碳量0.03%-2%二、煉鐵金屬的冶煉:即：金屬化合物金屬單質(zhì)化合態(tài)單質(zhì)態(tài)轉(zhuǎn)變成使金屬礦物變成金屬單質(zhì)的過程.鐵的冶煉：轉(zhuǎn)變成鐵的冶煉：鐵的化合物轉(zhuǎn)變成鐵單質(zhì)Fe2O3Fe3O4FeFeO等二、煉鐵1.原料：（1）鐵礦石赤鐵礦（主要成分Fe2O3紅色）磁鐵礦（主要成分Fe3O4黑色）（2）還原劑（作用：奪氧）★CO

了解C、H2★3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫高溫4CO+Fe3O43Fe+4CO22.反應(yīng)原理：紅色3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫Fe2O3CO實(shí)驗(yàn)前觀察顏色：＿＿狀態(tài)：＿＿＿

能否被磁鐵吸起？＿紅色固體粉末否Fe2O3

實(shí)驗(yàn)后觀察顏色：＿＿狀態(tài)：＿_(dá)___＿＿能否被磁鐵吸起？＿澄清石灰水__________

產(chǎn)物黑色★固體粉末能結(jié)論：產(chǎn)物中有鐵和二氧化碳生成變渾濁鐵粉紅色3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫Fe2O3CO3.裝置

①紅色的固體逐漸變成黑色

②石灰水變渾濁

（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)反應(yīng)方程式CO+Fe2O3Fe+CO2高溫323CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O①向玻璃管內(nèi)通入CO氣體；再加熱。目的：排凈裝置內(nèi)空氣,防止CO與空氣混合發(fā)生爆炸。（2）實(shí)驗(yàn)步驟②實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先停止加熱，再通一會CO至冷卻。目的：防止生成的鐵被氧化（2）實(shí)驗(yàn)步驟(CO:早出晚歸酒精燈:遲到早退)CO加熱停止加熱停止通CO（3）尾氣處理紅色2CO+O22CO2點(diǎn)燃Fe2O3CO（3）尾氣處理酒精燈的作用：點(diǎn)燃CO，防止污染空氣藍(lán)色火焰優(yōu)點(diǎn)：防止空氣污染，節(jié)約燃料。CO：還原性、可燃性。該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明CO有什么性質(zhì)？裝置有什么優(yōu)點(diǎn)。COCO、CO2澄清石灰水氣囊Fe2O3Fe收集尾氣處理的方法：①用酒精燈點(diǎn)燃②用氣球收集尾氣尾氣處理的目的：防止CO污染空氣。COCO、CO2澄清石灰水氣囊Fe2O3Fe收集4、相關(guān)計(jì)算玻璃管中減少的量為氧元素COCO、CO2足量澄清石灰水氣囊Fe2O3Fe收集4、相關(guān)計(jì)算試管中增加的量為CO21、澄清石灰水的作用是什么？2、為什么要進(jìn)行尾氣處理？尾氣如何處理？(2)點(diǎn)燃或收集檢驗(yàn)生成的二氧化碳(1)因?yàn)镃O有毒會污染環(huán)境產(chǎn)生藍(lán)色火焰練習(xí)3、實(shí)驗(yàn)中為什么要先通一段時(shí)間CO，再加熱Fe2O3？

排出裝置中的空氣，防止爆炸。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為什么要先停止加熱繼續(xù)通CO直至試管內(nèi)物質(zhì)冷卻？

防止熱的鐵再次被氧化5、如何驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了鐵？物理方法：用磁鐵吸引6.（1）用CO與赤鐵礦石煉鐵的實(shí)驗(yàn)步驟：①加熱②通CO③熄滅酒精燈④停止通CO

②①③④

7.將6.96g鐵的某種氧化物在高溫下與足量的CO充分反應(yīng)，將生成的氣體用足量的石灰水吸收，石灰水增重5.28g。則這種鐵的氧化物是什么？解：該氧化物的化學(xué)式為FexOyyCO+FexOy=xFe+yCO256x+16y44y6.96g5.28g(56x+16y):44y=6.96g:5.28gx:y=3:4所以該氧化物是Fe3O48.現(xiàn)有①磁鐵礦（主要成分：Fe3O4)②黃鐵礦（主要成分FeS2)③赤鐵礦（主要成分Fe2O3），請你從多角度分析三種礦石中哪種不適合用來煉鐵，（填寫序號）

；原因：含鐵量不高且會產(chǎn)生二氧化硫污染空氣②分析：磁鐵礦（Fe3O4）Fe%=72.4%

赤鐵礦（Fe2O3）Fe%=70%

黃鐵礦（FeS2）Fe%=46.7%1.工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備是：高爐工業(yè)煉鐵2.工業(yè)煉鐵的原料及其作用：（1）鐵礦石：（2）焦炭:（3）石灰石：（4）空氣:提供鐵元素a.提供熱源、維持爐溫b.提供CO形成爐渣

提供氧氣高爐中的主要反應(yīng)

3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2C+CO2===2COC+O2===CO2高溫高溫點(diǎn)燃工業(yè)上煉得的不是純鐵（生鐵）——混合物高溫4CO+Fe3O4===3Fe+4CO2三、煉鋼1.原料：（1）生鐵，含碳量2%-4.3%（2）氧化劑如：O2（作用：給氧。將碳元素轉(zhuǎn)化為CO2)三、煉鋼1.原料：（1）生鐵，含碳量2%-4.3%（2）氧化劑如：O2（作用：給氧。將碳元素轉(zhuǎn)化為CO2)FeCFeC生鐵含碳量2%-4.3%；鋼含碳量0.03%-2%。C+O2===CO2點(diǎn)燃2.原理：§11.1.2鋼鐵的腐蝕與防護(hù)

鋼鐵的腐蝕有很多種，生銹、酸腐蝕是最常見的。

你知道嗎？一年全世界因生銹而損失的鐵約占世界年產(chǎn)量的四分之一??！生銹不生銹不生銹探究鐵生銹條件實(shí)驗(yàn)在空氣中：條件現(xiàn)象干燥的空氣中水中潮濕的空氣中生銹不生銹不生銹一、鐵生銹的條件：與氧氣和水接觸。（或在潮濕空氣中）。鐵銹為混合物，主要成分為氧化鐵Fe2O3,紅色，難溶于水，可溶于酸。生銹不生銹探究鐵生銹條件實(shí)驗(yàn)只做這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明鐵生銹需要氧氣和水

生銹不生銹探究鐵生銹條件實(shí)驗(yàn)只做這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明鐵生銹需要氧氣和水

鐵生銹需要2個(gè)條件：鐵與水、氧氣同時(shí)接觸。要進(jìn)行3個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明。設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的思路：已知銅生銹需要3個(gè)條件：與水、氧氣、二氧化碳接觸。你會怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？鋼鐵生銹是物理變化還是化學(xué)變化？鋼鐵生銹速度快還是慢？鋼鐵生銹時(shí)放熱嗎？從鐵和銅生銹條件來看，誰更穩(wěn)定一些？二：防止鐵的生銹方法：鐵制品的防護(hù)措施防止鐵生銹的原理－－就是破壞鐵生銹的條件①隔絕空氣②隔絕水二：防止鐵的生銹方法：2、隔絕氧氣3、改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、保持鐵制品表面干燥如：菜刀、鐵鍋用后擦干存放如：電鍍、噴漆、涂油、搪瓷如：制成不銹鋼練習(xí)：關(guān)于煉鐵的計(jì)算1、寫出工業(yè)上用赤鐵礦（主要成分氧化鐵）與一氧化碳在高溫條件下煉鐵的化學(xué)方程式。3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫841601121322、100t氧化鐵可以煉出純鐵多少噸？分析：100t氧化鐵直接代入方程式計(jì)算。3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫160112

100t

X

3、100t含氧化鐵80%的赤鐵礦可以煉出純鐵多少噸？分析：80t氧化鐵直接代入方程式計(jì)算。3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫160112100tx80%

X

4、100t含氧化鐵80%的赤鐵礦可以煉出含碳3%的生鐵多少噸？分析：80t氧化鐵直接代入方程式計(jì)算，求出純鐵后除以97%。3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫160112100tx80%

X

X

÷97%=5、煉鐵實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)足量石灰水的試管中質(zhì)量增加了44g，則反應(yīng)中生成鐵的質(zhì)量為多少？分析：44g為石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量。3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫112132X

44g6、煉鐵實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)足量的石灰水中產(chǎn)生白色沉淀50g，則反應(yīng)中生成鐵的質(zhì)量為多少？分析：通過50g碳酸鈣可以求出二氧化碳質(zhì)量3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫112132Y

XCO2+Ca(OH)2===CaCO3+H2O44100X50g7、煉鐵實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)玻璃管中固體質(zhì)量減少24g，則反應(yīng)中生成鐵的質(zhì)量為多少？24g？某種物質(zhì)？某種元素？物質(zhì)質(zhì)量差？元素質(zhì)量差？鐵Fe氧化鐵Fe2O33CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫鐵Fe氧化鐵Fe2O3減少24g★24g若理解為兩種物質(zhì)的質(zhì)量之差，用方程式計(jì)算。7、煉鐵實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)玻璃管中固體質(zhì)量減少24g，則反應(yīng)中生成鐵的質(zhì)量為多少？分析：玻璃管中質(zhì)量減少為參加反應(yīng)的氧化鐵與反應(yīng)生成的鐵的質(zhì)量之差，可根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算。3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫160112

24g+X

X

X=56g鐵Fe氧化鐵Fe2O3減少24g★24g若理解為氧元素的質(zhì)量，用化學(xué)式計(jì)算。7、煉鐵實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)玻璃管中固體質(zhì)量減少24g，則反應(yīng)中生成鐵的質(zhì)量為多少？分析：玻璃管中質(zhì)量減少為參加反應(yīng)的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，可根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算。參加反應(yīng)的Fe2O3=24g÷30%=80g生成鐵=80gx70%=56gFe2O3中氧元素占30%，鐵元素占70%.鐵Fe氧化鐵Fe2O3鐵Fe氧化鐵Fe2O3減少24g★24g若理解為兩種物質(zhì)的質(zhì)量之差，用方程式計(jì)算。★24g若理解