2019屆九年級化學(xué)上冊 第5章 金屬的冶煉與利用 第2節(jié) 金屬礦物 鐵的冶煉課件 滬教版.ppt

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第2節(jié) 金屬礦物 鐵的冶煉,1.金屬元素在自然界中分布很廣,除極少數(shù)不活潑的金屬(如鉑、金、銀等)有 存在外,其余大多數(shù)以 存在。 2.用于煉鐵的鐵礦石主要有磁鐵礦(主要成分是 )和赤鐵礦(主要成分是 )。 3.鐵的冶煉 (1)實(shí)驗(yàn)室用CO還原Fe2O3 ①原理: ②注意事項(xiàng): 先通入CO再加熱——目的: 。 先停止加熱,繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻至室溫——目的: 。 尾氣要進(jìn)行收集或點(diǎn)燃處理——目的: 。,單質(zhì),化合物,Fe3O4,Fe2O3,排出裝置中的空氣,防止生成的Fe被氧化;防止,石灰水倒吸,防止尾氣中的有毒氣體CO污染環(huán)境,,,(2)工業(yè)煉鐵 ①原料: ; ②設(shè)備: ; ③產(chǎn)物: 。 4.金屬的氧化與還原 金屬的氧化:金屬 金屬氧化物的還原:金屬氧化物,鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣,高爐,生鐵,金屬氧化物,金屬,,,O2,H2、 CO、C,【例題】 (2016遵義)在高溫下,鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體。某興趣小組請你參與研究:鐵與水蒸氣反應(yīng)一段時間后剩余固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用。,(1)【推斷】 觀察到D中黑色固體變紅,則B中生成的氣體是 。,,解析:(1)觀察到D中黑色固體變紅,則B中生成的氣體具有還原性,再根據(jù)反應(yīng)物為鐵與水蒸氣,依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變可確定該氣體是氫氣。,答案:(1)氫氣,(2)探究B裝置中剩余固體成分是什么? 【查閱資料】 ①碎瓷片能防暴沸,堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物。 ②鐵的氧化物中,只有Fe2O3是紅棕色,其余均為黑色,只有Fe3O4能被磁鐵吸引。 【初步探究】 B裝置中剩余固體為黑色,能全部被磁鐵吸引。 【猜想與假設(shè)】 猜想一:剩余固體是Fe3O4; 猜想二:剩余固體是 。 【實(shí)驗(yàn)探究】,【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。,,解析:(2)【猜想與假設(shè)】 根據(jù)資料能被磁鐵吸引的黑色氧化物只有Fe3O4,則猜想一全部是Fe3O4;又因Fe粉也是黑色固體且能被磁鐵吸引,故猜想二是Fe與Fe3O4。 【實(shí)驗(yàn)探究】 驗(yàn)證猜想一與猜想二,關(guān)鍵看是否含有Fe,根據(jù)鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計:取少量黑色固體于試管中,加入足量的稀鹽酸,若固體全部溶解,沒有氣泡冒出,則猜想一正確;若固體全部溶解,有氣泡冒出,則猜想二正確。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 根據(jù)“在高溫下,鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體”,結(jié)合推斷與實(shí)驗(yàn)探究可知鐵和水蒸氣反應(yīng)會生成四氧化三鐵和氫氣,化學(xué)方程式為,答案:(2)【猜想與假設(shè)】 Fe和Fe3O4 【實(shí)驗(yàn)探究】 取少量黑色固體于試管中,加入足量的稀鹽酸 固體全部溶解,沒有 氣泡冒出,猜想一正確(或固體全部溶解,有氣泡冒出,猜想二正確) 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】,(3)【成分再利用】 若將B裝置中剩余的黑色固體a g,經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化,全部變?yōu)榧t棕色固體Fe2O3(假設(shè)轉(zhuǎn)化過程中鐵元素?zé)o損耗),增加的質(zhì)量為x,則x的取值范圍為 。,,解析:(3)假設(shè)黑色固體全是鐵,則 2Fe ～ Fe2O3 質(zhì)量增加 112 160 48 a g x x≈0.43a g,,假設(shè)黑色固體全是四氧化三鐵,則 2Fe3O4 ～ 3Fe2O3 質(zhì)量增加 464 480 16 a g x x≈0.03a g 所以x的取值范圍為0.03a g≤x0.43a g。,答案:(3)0.03a g≤x0.43a g,【重點(diǎn)難點(diǎn)提示】 1.掌握煉鐵過程中的注意事項(xiàng),并正確書寫煉鐵的反應(yīng)原理。 2.實(shí)驗(yàn)室煉鐵得到的鐵粉呈黑色,不是銀白色。 3.高爐中焦炭的作用是維持爐溫和生成還原劑CO。 4.初中常見的還原劑有:氫氣、一氧化碳和碳,還原劑具有還原性。 【易錯易混警示】 1.高爐煉鐵得到的是生鐵不是純鐵。 2.金屬的冶煉除了熱還原劑法還有電解法等。 3.CO與Fe2O3的反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)。 4.含雜質(zhì)的物質(zhì)計算時,應(yīng)先將含雜物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成純物質(zhì)的質(zhì)量再代入化學(xué)方程式計算。純凈物的質(zhì)量=混合物的質(zhì)量純度。,,1.下列金屬在自然界中常以單質(zhì)形式存在的是( ) A.鐵 B.鋁 C.鋅 D.金 2.下列鐵礦石中從效益和環(huán)保角度分析而不適宜煉鐵的是( ) A.磁鐵礦(主要成分是Fe3O4) B.赤鐵礦(主要成分是Fe2O3) C.黃鐵礦(主要成分是FeS2) D.褐鐵礦(主要成分是Fe2O3xH2O),D,C,3.下列有關(guān)高爐煉鐵的說法正確的一組是( ) ①高爐中焦炭的作用是產(chǎn)生一氧化碳 ②高爐中焦炭的作用是供熱 ③高爐中把鐵礦石冶煉成鐵的主要反應(yīng)原理是2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑ ④高爐煉鐵原料有鐵礦石、焦炭、石灰石 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 4.下列關(guān)于鐵的敘述正確的是( ) A.鐵元素在地殼中的含量高于鋁,所以鐵制品的使用最廣泛 B.高爐煉鐵得到的是純鐵 C.煉鐵反應(yīng)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2屬于置換反應(yīng) D.高爐煉鐵時生鐵的出口低于爐渣出口,B,D,5.下列說法正確的是( ) A.金屬的冶煉中必須加入還原劑 B.生鐵、純鐵都可以作為金屬材料 C.冶煉金屬的過程就是金屬氧化物的還原過程,B,6.下列不是置換反應(yīng)的是( ),D,7.金屬鈦(Ti)抗腐蝕性能好,露置于空氣中數(shù)年仍光亮如初。以金紅石(主要成分TiO2)為原料生產(chǎn)金屬鈦的步驟主要有:①在高溫下,向金紅石與焦炭的混合物中通入氯氣(Cl2),得到TiCl4和一種可燃性氣體;②在稀有氣體環(huán)境和加熱條件下,用Mg和TiCl4反應(yīng)得到Ti和MgCl2。下列說法不正確的是( ) A.①中的反應(yīng)是2Cl2+C+TiO2 TiCl4+CO2 B.②中稀有氣體作用是隔絕空氣 C.②中反應(yīng)為置換反應(yīng) D.金屬鈦在常溫下不與氧氣反應(yīng) 8.16 g含氧化鐵80%的鐵礦石中含有鐵元素( ) A.8.96 g B.16 g C.11.2 g D.12.8 g,A,A,9.某工廠用赤鐵礦石(雜質(zhì)不含鐵)來冶煉生鐵。若要煉制含鐵96%的生鐵63 t,假設(shè)煉制過程中損失10%的鐵元素,則理論上需要含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石的質(zhì)量是( ) A.96 t B.108 t C.120 t D.84 t 10.實(shí)驗(yàn)室里,用如圖所示裝置還原氧化鐵的過程中,可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質(zhì)。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法錯誤的是( ) A.實(shí)驗(yàn)時,試管中澄清的石灰水變渾濁,證明該反應(yīng)有二氧化碳生成 B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,玻璃管中紅棕色的氧化鐵粉末變成黑色,該產(chǎn)物不一定是鐵 C.反應(yīng)后,玻璃管中的固體物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了,證明一定有鐵生成 D.為了減少空氣污染,應(yīng)增加尾氣處理裝置,C,C,11.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)是一種重要的學(xué)習(xí)方法。如圖是關(guān)于鐵化學(xué)性質(zhì)的知識網(wǎng)絡(luò)(“→”表示一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)),其中B是密度最小的氣體,C為紅色固體單質(zhì)。請回答下列問題:,(1)A的化學(xué)式為 。B物質(zhì)的一種用途是 。 (2)反應(yīng)②發(fā)生需要一種黑色固體單質(zhì)是 (填名稱)。 (3)寫出反應(yīng)③的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: . ,基本反應(yīng)類型是 。 (4)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式: 。,Fe2O3,作燃料,碳,鐵的表面逐漸覆上紅色物質(zhì),溶液由藍(lán)色變成淺,綠色,置換反應(yīng),2 976.7 t,12.冶煉2 000 t含雜質(zhì)3%的生鐵,需要含F(xiàn)e3O4 90%的磁鐵礦石質(zhì)量是 。,