金属矿物与冶炼教案()

1、金属矿物与冶炼教学目的1 . 了解地壳中金属的含量，掌握常见的金属矿物；2 .掌握实验室模拟炼铁的原理、装置、操作、现象、注意事项和产物验证；3 .掌握工业炼铁的原理、原料、设备、产物，熟练书写相关化学方程式；4 .知道生铁和钢的区别，掌握含杂质物质的化学方程式的计算。1、冠军的味道！2 、妈妈的法宝！3 、爱情的见证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？ ？菱铁矿(FeCO3 )磁铁矿（Fe3O4）（一）金属在自然界的存在（1）绝大多数金属在自然界中是以化合物形态（化合态）存在，少数不活泼的金属，如金（Au）银（Ag）钳（Pt）等以单质形态（游离态）存在。（2）地

2、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要是以矿石的形式存在，如：赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿（Fe3O4）黄铁矿（FeS2）孔雀石（Cu2 （OH 2CO3 铝土矿（A12O3）（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，放置加热时发生爆炸)再加热，当反应结束后,走停止加热继续通一氧化碳至试管冷却(防止石灰水倒吸入玻璃管，使玻璃管炸裂，防止新进入的 空气将热的铁氧化)。(3)实验现象：玻璃管内红棕色的粉末变成黑色，导管末端澄清石灰水变浑浊。(4)发生的反应：Fe2

3、O3+3CO=2Fe+3CO2;Ca(OH)2+CO2=CaCO+H2O(5) 产物：铁和二氧化碳，为了验证反应的生成物，可用磁铁吸引黑色粉末能被吸起，证明有铁生成(或取反应后的物质，向其中滴加稀盐酸有气泡生成，证明有铁生成，反应的化学方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2 T )为了验证一氧化碳的氧化产物，将反应后的气体通入澄清石灰水中，澄清的石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成，反应的化学方程式：Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O注意：一氧化碳有毒，反应后的尾气不能直接排放到空气中，正确的做法是：收集起来或者点燃 烧掉，负责污染空气。模拟炼铁得到的是纯净的铁，而高炉炼铁得到的是生铁

4、。(三)工业炼铁(*重点*)铁矿石、焦炭r石灰石 J J原理：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO殁备：高炉 产物：生铁(铁合金、混合物)高炉中发生的反应：C + O2 = CO2 ; CO2 + C = 2 CO ; 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%,以及少量磷和硫的铁合金。它硬而脆，不利于加工，可铸不可锻。(2)钢：钢是含碳量为 0.03%-2%,不含或含少量磷、硫杂质的铁合金。钢硬而韧，有弹性， 可铸可锻。(五)氢气和一氧化碳还原金属氧化物的异同(*难点*)（1）氢气是单质，一氧化碳是

5、化合物，所以氢气和金属氧化物的反应属于置换反应；一氧化碳 属于氧化物，反应不是置换反应。（2）氢气无毒，尾气无需处理；一氧化碳有毒，装置需密闭，尾气需要点燃或者收集处理。（3）氢气的反应物是水，试管口应略向下倾斜，不然可能使水倒流引起试管破裂；一氧化碳的 反应产物是气体（4）氢气的反应产物是水，可观察到有水珠产生，检验一氧化碳的产物二氧化碳时利用澄清石 灰水。（六）含有杂质的反应物或生成物的有关计算（*难点*）（1）金属冶炼选择矿石的标准：矿石容易获得、金属元素的含量高、冶炼时不会产生污染空气 的物质等。（2）实际生产过程中，所用的原料一般都含有杂质，在计算用料和产量时， 应考虑到杂质问题。（

6、3）化学方程式所表示的都是纯净物发生化反应时的相互关系，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=纯物质白质量/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，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与 下列因素有关的是（）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、生活中经常使用铁。下列关于铁的说法正确的是（

7、）A .铁矿石在地壳中含量最丰富，可以随意开采.B .生铁是含少量碳的铁合金C .废弃铁制品回收成本太高，属于不可回收垃圾D .纯铁比生铁硬，不锈钢比纯铁的防腐蚀性能差3 .钛（Ti）和铁（Fe）都是有广泛用途的金属，某钛铁矿中Ti显+4价，Fe显+2价，该钛铁矿的化学式是.（）A . FeTiO3B. FeTiO4C. FezTiOsD. FeTi 2O44 .碳在高温下可以和氧化铁反应，化学方程式可表示为：2FezQ+3C 4Fe+3CO 2T,下列说法中正确的是.（）A .该反应属于分解反应B .反应中碳元素的化合价降低，铁元素的化合价升高C.碳是还原剂D .氧化铁是还原剂5 .下列反应

8、中，一氧化碳不是还原剂的.是（）高温画上A . CuO+CO =Cu+CO2B. CO+C 2CO 高温高温B. Fe3Q+4CO 3Fe+4CO 2D. Fe2O3+3CO 2Fe+3CO 26 .下列叙述正确的是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，容器易被腐蚀C.生铁和钢都是铁的合金，它们在性能和用途上差异不大D.生铁和钢都能完全溶解在稀盐酸中7 .铁是工农业生产和人们生活离不开的重要金属材料之一，人类每年要从自然界中获取大量的铁矿资源。(1)写出工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分FezQ)反应冶炼铁的化学方程(2)通过上述方法得到的是生铁

9、,请写出另一种铁合金的名称能力训练(提不H 1 C 12O 16 S 32 Fe 56)1 .有一种黑色粉末在tWj温下可以和CO反应，该粉末可能是下列物质中的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应，若得到5.6g铁，则消耗的一氧化碳的质量是A .等于4.2gB.大于4.2gC.小于4.2gD.不大于4.2g3. CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原性，可用于冶金工业。如下图(1)写出图中标有序号的仪器名称(2) CO气体能使人中毒，其原因是(3)实验过程中，先要进行的是(4) A中反应的化学方程式是。B中反应的化学方程式,B中观察到的现象(5)

10、该装置的不足之处是 4.某炼铁厂日产杂质 5%勺生铁3000t，试计算：(提示：C116 Fe 56)(1)该3000t生铁中含纯铁多少吨?(2)该炼钢厂每天需含 FezQ质量分数为85%勺赤铁矿石多少吨？(计算结果保留整数)5. AJ都是初中化学中的常见物质,其中D、E对维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。它们的相互转化关系如下图所示。高温足量王 口点燃A高温覆叫灰水* 白色沉淀)请回答下（1）写出下列物质的化学式：B , D, I, J（2）反应中属于置换反应的是 （填序号1。（3）写出反应的化学方程式 ; 拓展训练一、选择题：1、下列金属，不是以单

11、质形态（游离态）存在的矿物是（）A、铝 B 、金 C 、银 D 、钳（白金）2、根据下列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（）ABCD兀素名称钾钠铝铁质里分数/%2.472.747.734.753、冶炼金属的方法有很多，请问要把氧化铝冶炼成铝，应当采用的冶炼方法是（）A、热还原法 B、电解法 C、直接加热法 D、煨烧法4、将氧化铝经过冶炼后可以获得铝，现有氧化铝510 kg,假设全部参加反应，可得到铝的质量为（）A、500 kg B 、430 kg C 、270 kg D 、102 kg5、下列物质不能用来冶炼金属的是（）A、H2 B 、C C、CO D、CI2二、填

12、空题1、钢铁厂的冶炼过程是：将铁矿石（主要是赤铁矿） 、焦炭和石灰石按一定的比例加入高炉中，经过 一系列的化学变化，获得生铁，生铁里含有（2犷4.3%）的碳，以及少量的磷和硫；再将生铁放入炼钢炉里，经过一系列的化学反应，使其含碳量降低到（0.03%2%）,并除去磷、硫杂质，就获得钢。请你根据所学知识回答下列问题：你认为生铁和钢的最大区别是根据 ;所获得的生铁和钢中，含有的杂质最少的应当是 ;请你写出钢具有的 2点性能： 、;如果在钢中加入各种金属，就能熔炼成多1¥具有特殊性能的合金钢。请列举2种合金钢，分别说明其一个特性和一个用途：合金钢名称特性对应的用途你认为在高炉中，作为将赤铁矿

13、还原成生铁的具有还原性的物质是（填化学式）;请 用精练的语言表述将生铁转变成钢的主要目的是2、如图是某种气体 A还原氧化铜的实验装置，请回答: 写出仪器名称:小明认为A气体可能是氢气，也可能是一氧化碳，他设计的实验装置如图所示，请你帮助他完成：a、请你指出上述装置中存在不足之处： ,说明改进这个实验装置的理由： ;当实验装置经改进完善后。b、小明设计了以下实验步骤：在硬质玻璃管中装入氧化铜，用酒精灯对着玻璃管放氧化铜处加热，先通入 CCh会儿，停止加热，继续通入 CO直至玻璃管冷却。正确的排列顺序是（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写出有关化学

14、方程式，如果A是氢气，反应的化学方程式为 。3、由两种金属粉末组成的混合物共32.5g （其中一种是锌），投入足量的盐酸中，充分反应后，收集到1g氢气，则该混合物的组成可能是（填字母） A、Zn 和 Mg B、Zn 和 Al C、Zn 和 Fe D、Zn 和 Cu E、Zn 和 Ag三、计算题：（结果保留一位小数）1、将100g锌片投入足量的稀硫酸中完全反应后，得到 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%勺赤铁矿石（主要成分是 Fe2O3 ）冶炼生铁。现有 8000 kg这种矿石可炼出含铁96%勺生铁多少千克？四.1.含铁的?!合物5.6g ,与足量的盐酸完全反应时放

15、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似。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展开探究:可推测生成物中含有水。（1）小明首先根据草酸中含有 元素,（2）小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证：【假设一】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。【假设二】生成物中有一氧化碳实验二：小明用如右图装置进行实验，从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

16、验现象是:（3）讨论交流：小芳认为，小明的“实验二”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小芳的观点： （填“支持”与“不支持”），请说出你的理 由：。小芳认为，从环保的角度看，“实验二”装置有一个缺陷，请你指出该缺陷： ,处理的方法是 。中考真题.1 .生铁和钢的主要区别是 （）A、钢是铁的合金，而生 铁是纯铁B含碳量不同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、生铁日 焦炭、氯酸.钾、二氧化镒C石灰石、焦炭、铁矿石D铁矿石、氧气、二氧化镒)A、FeO? B、3.2.8克CO高温下跟5.8克铁的某种氧化物完全反,应，这种氧化物是（Fe

17、zQ? C Fe3Q? D、无法确定4 . （2014湖州）某电镀厂的电镀液中含有金盐，为了回收其中的金元素，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 Fe3Q）C.铁屑（Fe）D.胆矶（CuSO?5H2。）5 . （2014武威）铁是生产生活中应用最广泛的一种金属.（1）在酱油中加入铁强化剂，是我国为解决 （填“甲状腺肿大”，“贫血”或“骨质疏松”）而实施的项目.（2）铁元素与地壳中含量最多的元素组成化合物的化学式为 （写出一种即可

18、）.高铁酸 钠（NaFeQ）是一种新型高效的净水剂，高铁酸钠中铁元素的化合价为 .（3）常见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.请将下列脱氧中的主要反应的化学方程式补充完整：4Fe （OH 2+Q+24Fe （OH 3,此反应的基本类型是 .6 . （2014武威）铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们生活息息相关.（1）在空气中 制品（填“铝”或“铁”）更耐腐蚀.（2）人们大量使用的是合金而不是纯金属，这是因为合金具有更多优良性能，例如钢比纯铁硬度 （填“大”或“小”）.（3）用下列试剂验证这三种金属的活动性顺序，能达到目的是 （填序号）.A.硫酸铝溶液B .硫酸亚铁溶

19、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应的化学方程式 .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，而且不可再生.因此回收利用废旧金属具有很重要的意义，请写出其中的一点.练习题（一）1、我国古代的主要化学成就有：制造青铜器湿法冶铜冶炼钢铁，按历史年代先后顺序应用于生产排列的是（）A.B.C.D.2、下列变化过程不属于金属冶炼的是（）A.电解氧化铝B.铁在氧气中燃烧C.金属氧化物与焦炭 在高温下反应 D .高温下COS原CuO3、X、Y、Z三种金属中，只有 Z能和稀硫酸反应；将

20、 Y放人X的盐溶液中，Y表面有X析出。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）A . X > Z > Y B . Y > X > Z C .Y>Z> X D.Z> Y > X4、在氧化铁（FezQ）、氧化亚铁（FeO）和四氧化三铁（FesQ）这三种铁的氧化物中，铁的质量分数按由大到小顺序排列的是B . FeO. FeO、FesQA . F&O、 FezQ、FeOC. FeO. FesQ、FeqD. FeQ、FesQ、FeO5、1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一加以控制使用。下列对铝应控制.使用的是（）制铝合金 制电线制餐饮具制银

21、色漆的原料制装饮料的易拉罐 包装糖果和小食品A .B. C. D .全部控制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范例。下表中不同的金属被开发和利用的年代不同，从化学反应的角度看， 决定这一年代先后顺序的关键因素是（）约200年前约2500年前. 约6000年前aJ金属的洁丑悻B属/坪6000 军 C.、标的Na展个g、A DZn、Fe也柳金ibe4忸含量Cu、Hg、Ag、Pt、Au7、工业生产中常将两种金属在同一容器里加热使其熔合，冷凝后得到合金。试根据下表所列的有关数据（其它条件均已满足），判断不能制得合金的是（）金

22、属NaKAlCuFe熔点（C）97.863.66601 0831 535沸点（C）8837742 2002 5952 750A. Na Al 合金 B . Na- K 合金C. Fe- Cu 合金D. Fe 合金卜列叙述中，不符合右图实验设计意图的是（）A.说明一氧化碳具有还原性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应需要加热D.可以防止有毒的一氧化碳气体对空气的污染。9、炼铁选用的铁矿石不仅要选含铁量高的，还要选“有害元素”少的。今有铁矿石，磁铁矿石（主要成分是FesO）,赤铁矿石（主要成分是FezQ）,褐铁矿石（主要成分是2Fe2。 3HO）,菱铁矿石（主要成 分

23、是FeCO）,黄铁矿石（主要成分是 FeSz）,你认为不适宜炼铁的矿石是： ;理由10、甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图，乙图是高炉炼铁示意图。请回答下列问题。（1）写出甲图硬质玻璃管内反应的化学方程式:（2）甲图中尾气处理的目的是铁前毛.焦炭，石灰石照空力炉渣出生铁出u（3）乙图中高炉练铁时焦炭的作用是（4）为什么乙图中生铁出口低于炉渣出口？答:11、金属材料在生产、生活中荐居广泛的应用。（1）人类每年从自然界提取大量的金属，其中提取量最大的是铁。用赤铁矿（主要成分为FezQ）和一氧化碳炼铁的化学方程式为（2）北京奥运会用到多种材料。下列应用中使用金属材料的有（填序号）。使用金、银和铜

24、等制作奖牌使用纯羊毛和聚酯纤维制作“福娃,使用新型钢材建造“鸟巢”使用聚氟乙烯制造“水立方”外层膜练习题（二）1.卜列变化属于物理变化的是（A、铁矿石炼成铁B、铁矿石粉碎C、铁丝在氧气中燃烧铁的生锈2.卜列变化过程不属于金属冶炼的是（A、电解氧化铝铁在氧气中燃烧3.4.C、金属氧化物与焦炭在高温下反应高温下CO还原CuO卜列物质前者是混合物,后者是纯净物的是（A、铁矿石、天然气炼铁的主要原料是（A、石灰石、焦炭、生铁B、铜、生铁C、铁、不锈钢D、钢、氧化铁B、焦炭、氯酸钾、二氧化镒C、石灰石、焦炭、铁矿石D、铁矿石、氧气、二氧化镒5 .生铁和钢的主要区别是（A、生铁含杂质，钢不含杂质C、生铁不

25、含碳，钢含碳6 .下列物质的颜色不是黑色的是（B、生铁含碳，钢不含碳D、生铁中含碳 2%4.3% ,钢中含碳0.03% 2%）A、Fe2O3B、Fe3O4C、MnOD CuO7 .在高炉炼铁白反应中，CO是（）A、氧化齐JB、还原剂C、氧化齐JDk提高炉温8 .下列对物质颜色的描述不正确的是（）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 .下列制品中可用生铁制造的有（）术刀家用铁锅电动机铁芯机床底座化工机械坦克装甲 医用手A、B、C、D10 .金属（Ti）是航空、宇航、军工、电子等方面的必需原料。在生产钛的过程中可用镁在加热条件下与 TiCl 4反

26、应制得金属钛，反应的化学方程式为：TiCl 4 + 2 Mg = Ti + 2 MgC2 。该反应属于（焦炭）隹炭、商3温1/过量空气、高遍匚赤铁矿、高君生铁+A、化合反应B、分解反应C置换反应DK无法确定11 .生铁和钢的主要区别在于（）A、生铁和钢的主要成份都是铁，其含碳量不同，性能也不同B、生铁是铁，钢是铁的氧化物C、生铁硬而有韧性，既可铸又可煨D、钢是用铁矿石和焦炭作原料炼制而成12 .我国劳动人民曾对世界文明作出巨大的贡献，其中青铜器、冶铁、炼钢最早的年代依次是 （）A、春秋、战国、商代B、商代、春秋、战国C、西汉、春秋、战国D西汉、商代、春秋13 .含氧化铁80%的赤铁矿，铁元素的

27、质量分数是（）A 63% B、56%C、70%D、80%14 .常见的铁矿石有：磁铁矿 （主要成分是Fe3Q）、赤铁矿（主要成分是FezQ）、褐铁矿（主要成 分是Fe2O3 - 3屋O）、菱铁矿（主要成分是FeC。）、黄铁矿（主要成分是FeS2 ）。其中理论上最适宜 炼铁的两种矿石为 ,理由为 。15 .某钢铁厂高炉炼铁的主要反应过程如下：（1）请在方框内填入相应物质的化学式。（提示： C在高温下可与CO2反应产生CO ）（2）写出步骤的化学方程式： 。（3）从高炉上排出的废气叫高炉废气，请推测高炉废气的主要成份为 。16 .成语“百炼成钢”的化学含义是：将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢。请写出