5第八单元课题3第1课时铁的冶炼

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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 铁的冶炼,第1课时 铁的冶炼,教学目标,1,知识与技能,(1),知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。,(2),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。,2,过程与方法,(1),通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息。,(2),运用比较、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工。,(3),能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。,3,情感态度与价值观,(1),增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。,(2),树立为社会的进步而学习化学的志向。,第1课时 铁的冶炼,金属资源在自然界的存在,（,P,14-15,）,请阅读教材,P,14-15,，并观察图片与短片，思考如下问题：,1.,金属资源存在于地壳和海洋中，除少数极不活泼的金属如金、银以,形式存在外，其余都以,形式存在。,2.,为满足人类的活动需要，必须从矿石中提炼金属。其中，提取量最大的是,，用来炼铁用的常见铁矿石有,（主要成分是,）、,（主要成分是,）、,（主要成分是,）。,金属资源在自然界的存在,（,P,14-15,）,1.,金属资源的存在,的基本形式,地壳、海洋,单质,（游离态）,化合物,（化合态）,只有少数化学性质较不活泼的金属，如金、银、铜等以,单质,形式存在。,绝大多数金属由于化学性质较活泼，如铁、锌、钠和钙等而以,化合物,形式存在。,金,银,金属资源在自然界的存在,（,P,14-15,）,2.,金属资源的分布与常见的金属矿石,元素名称,质量分数,/%,元素名称,质量分数,/%,铝,7.73,镁,2.00,铁,4.75,锌,0.008,钙,3.45,铜,0.007,钠,2.74,银,0.00001,钾,2.47,金,0.0000005,（,1,）金属元素在地壳中的含量,磁铁矿（主要成分Fe,3,O,4,）,金属资源在自然界的存在,（,P,14-15,）,（,2,）常见的金属矿石,赤铁矿（主要成分Fe,2,O,3,）,菱铁矿（主要成分FeCO,3,）,铝土矿（主要成分,Al,2,O,3,),黄铜矿（主要成分,CuFeS,2,）,辉铜矿（主要成分,CuS,2,）,金属资源在自然界的存在,（,P,14-15,）,(3),我国的金属矿产资源,1 2 3 4 5 5,年以后,40 30 22 10 5 1,金属资源在自然界的存在,（,P,14-15,）,支柱性矿产在世界上地位偏低，部分用量不大的矿产则具有较强竞争力。我国铀、铁、锰、铬、铜、铝土矿、金、银、钾盐等矿产的保有储量占世界总量的比例较低，而钨、锡、钼、锑、稀土、重晶石等矿产的保有储量居世界前列。,支柱性矿产资源贫矿和难选矿多。我国稀土矿、钨矿、锡矿、钼矿、铌矿、菱镁矿、重晶石等矿产，不仅已探明储量可观，人均占有量居世界前列，且资源质量高，开发利用条件好，在国际市场具有明显的优势。但是关系到国计民生的一些用量大的支柱性重要矿产,如铁、锰、铝、铜、铅、锌等，或贫矿多或难选矿多，开发利用条件较差。,我国金属矿产资源特点,金属资源在自然界的存在,（,P,14-15,）,现有赤铁矿（主要成分,Fe,2,O,3,）、磁铁矿（主要成分,Fe,3,O,4,）、黄铁矿（主要成分,FeS,2,），请你从经济效益和环境保护的角度分析三种矿石中哪种最不适合用来炼铁,（填序号），理由是,。,解析：,选择铁矿石时，要选含铁量高且污染小的矿石。黄铁矿中含有硫元素，会产生大气污染物,SO,2,，对环境造成污染，且铁元素的含量最低（为,46.7%,），,Fe,2,O,3,中铁元素质量分数为,70%,，,Fe,3,O,4,中铁元素质量分数为,72.4%,。,黄铁矿中铁的质量分数最低，且会生成,SO,2,等有害气体，污染环境,铁的冶炼,（,P,15-16,）,请阅读课本,P,15-16,，并完成相关探究，思考下列问题：,3,由于铁的化学性质,，所以铁在地壳中以,形式存在。常见的含铁的矿物有：磁铁矿（主要成分为,）、赤铁矿（主要成分为,）。,4,工业炼铁的主要设备是,，原料主要有,、,、,及,等。原理,是在,条件下，利用,与,反应生成的一氧化碳把铁从,中还原出来。,铁的冶炼,（,P,15-16,）,一、铁的冶炼,（一）我国的炼铁史,早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，公元,1,世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。,1996,年我国钢产量突破,1,亿吨，居世界第一位。,2011,年我国钢产量达,6.8,亿吨，,预估,2012,年将突破,7,亿吨。已超过世界其他前十个国家的总和。,铁的冶炼,（,P,15-16,）,（二）炼铁,1.,原理：,在,高温,下，利用碳与二氧化碳反应生成的,一氧化碳,把铁从铁矿石中,还原,出来。,2.,原料：,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,3.,设备：,高炉,一氧化碳还原氧化铁,4.,常见的炼铁反应,Fe,2,O,3,3CO,2Fe,3CO,2,3Fe,4CO,2,Fe,3,O,4,4CO,下图中，图甲是一氧,化碳与氧化铁反应装置的示意图，图乙是高炉炼铁示意图。请回答下列问题。,（,1,）写出图甲硬质玻璃管内反应的化学方程式：,。,（,2,）图甲中尾气处理的目的是,。,（,3,）图乙中高炉炼铁时焦炭的作用是：,；,。,（,4,）为什么图乙中生铁出口低于炉渣出口？,铁的冶炼,（,P,15-16,）,铁的冶炼,（,P,15-16,）,解析：,一氧化碳还原氧化铁的过程中一氧化碳要过量，由于一氧化碳有毒，必须将多余的一氧化碳除去；由于焦炭具有可燃性，燃烧放出热量；焦炭燃烧生成的二氧化碳与炽热的焦炭反应可生成一氧化碳，作为炼铁的反应物；由于炉渣的密度小，而生铁的密度大，所以生铁出口低于炉渣出口。,答案,：,（,1,）,3CO+Fe,2,O,3,2Fe+3CO,2,（,2,）一氧化碳有毒，防止一氧化碳污染空气（,3,）产生热量（或“提高炉温”）产生一氧化碳（,4,）因为生铁密度大于炉渣密度,（,P,17,）,含杂物质的化学方程式计算,请阅读教材,P,17,，并思考如下问题：,5.,化学方程式所表达的是纯净的物质间的质量关系，因此当反应物或生成物含有杂质时，应首先换算成,的质量，再进行计算。,6.,（）,含杂质物质质量,100%=1-,（）,含杂质物质质量,（）,纯净物的质量,（）,物质纯度,=,纯净物的质量,含杂质物质质量,100%=1-,杂质的质量分数,（,P,17,）,含杂物质的化学方程式计算,在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑杂质问题。,纯净物与含杂质物质的换算关系为：,含杂质物质质量,纯物质的质量分数,纯净物的质量,纯物质质量分数,物质纯度,=,方法：,一般先在计算前将含杂物质质量换算成纯净物的质量后，再代入化学方程式计算。,（三）含杂质物质的化学方程式计算,（,P,17,）,含杂物质的化学方程式计算,某钢铁厂每天消耗,4 000t,含,Fe,2,O,3,80%,的赤铁矿石，该钢铁厂理论上可日产含,Fe 98%,的生铁质量是多少？（计算结果保留到,0.1,）,解析：,当参与反应的物质含有杂质时，先要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量，再利用纯物质的质量计算。纯净物与含杂质物质的换算关系为：,含杂质物质质量,纯物质的质量分数,纯净物的质量,纯物质质量分数,物质纯度,=,纯净物的质量,含杂质物质质量,100%=1-,杂质的质量分数,1123 200t,（,P,17,）,含杂物质的化学方程式计算,解：,4 000t,赤铁矿石中含,Fe,2,O,3,的质量为：,4 000t80%=3 200t,设,3 200t Fe,2,O,3,在理论上可炼出含铁质量为,x,的生铁。,Fe,2,O,3,3CO,2Fe,3CO,2,160,112,3 200t,x,160,112,=,3 200t,x,x,=,160,=2 240t,折合含铁,98%,的生铁的质量为：,2 240t98%=2 285.7t,答：该厂理论上可日生产含铁,98%,的生铁,2 285.7t,。,第1课时 铁的冶炼,小结,（一）我国的炼铁史,早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，公元,1,世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。,1996,年我国钢产量突破,1,亿吨，居世界第一位,（二）炼铁,1.,原理：,在,高温,下，利用碳与二氧化碳反应生成的,一氧化碳,把铁从铁矿石中,还原,出来。,2.,原料：,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,3.,设备：,高炉,4.,常见的炼铁反应,Fe,2,O,3,3CO,2Fe,3CO,2,3Fe,4CO,2,Fe,3,O,4,4CO,第1课时 铁的冶炼,小结,纯净物的质量,含杂质物质质量,100%=1-,杂质的质量分数,纯净物与含杂质物质的换算关系为：,含杂质物质质量,纯物质的质量分数,纯净物的质量,纯物质质量分数,物质纯度,=,方法：,一般先在计算前将含杂物质质量换算成纯净物的质量后，再代入化学方程式计算。,（三）含杂质物质的化学方程式计算,（,P,8,）,1.,下列金属主要以单质形式存在于自然界中的是（）,A.Fe,、,Cu,B.Au,、,Ag,C.Hg,、,Cu,D.Al,、,Cu,2.,矿石的名称与其主要成分的化学式不一致的是（）,A.,黄铁矿（,FeS,2,）,B.,赤铁矿（,FeO,）,C.,辉铜矿（,Cu,2,S,）,D.,铝土矿（,Al,2,O,3,）,3.,人类每年向地壳和海洋中索取大量的金属矿物资源，以提取数亿吨计的金属。其中，提取量最大的是（）,A.,铜,B.,铝,C.,铁,D.,银,B,B,C,（,P,8-9,）,4.,（呼和浩特）工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程，炼铁高炉中发生的主要反应有（）,C+O,2,CO,2,Fe,2,O,3,+3H,2,2Fe+3H,2,O,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,2Fe,2,O,3,+3C 4Fe+3CO,2,CO,2,+C 2CO,A.B.C.D.,5.,炼铁高炉中发生了下列反应：,高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 高温煅烧石灰石 灼热的焦炭和二氧化碳反应 焦炭充分燃烧,其中属于化合反应的是（）,A.,和,B.,和,C.,和,D.,只有,B,C,（,P,9,）,6.,认真阅读课本实验“一氧化碳还原氧化铁”，回答下列问题：,（,1,）实验步骤：实验开始时，先,，后,；反应完毕后，先,，继续,。,（,2,）实验现象：试管中的红色物质变成,色，澄清的石灰水,。,（,3,）工业冶铁,原料,主要,反应,原理,在,下，利用焦炭与氧气反应生成的,把铁从里,还原出来。其主要反应式为,。,主要,设备,通入,CO,加热,停止加热,通,CO,至冷却,黑,变浑浊,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,高温,一氧化碳,Fe,2,O,3,3CO,2Fe,3CO,2,铁矿石,高炉,7.,钢铁厂购进含氧化铁（,Fe,2,O,3,）,85%,的赤铁矿,1 000t,，准备用这些铁矿石炼取含杂质,3%,的生铁。,（,1,）如图所示，请将求纯铁质量的计算过程填写完整。,（,2,）请利用化学方程式计算生铁的质量。（反应原理为,3CO+Fe,2,O,3,2Fe+3CO,2,）（计算结果保留整数）,赤铁矿石的质量,1 000t,氧化铁的质量（,850t,）,纯铁的质量,1 000t85%,（,P,9,）,1 000t85%=850t,Fe,2,O,3,3CO,2Fe,3CO,2,解：设这些铁矿石可炼出纯铁的质量为,x,，,1 000t85%x,160 112,答：这些铁矿石可炼出含杂质,3%,的生铁,613t,。,160,=,112,x,x=595t,生铁的质量：,=613t,