第一节常见的金属材料

1、工业炼铁的原理三家中学 杨大伟本节学习目标了解炼铁的原理；知道还原反应的概念；通过对炼铁原理的实验分析，培养安全操作意识和良好的环保意识。人类冶炼最多，在生产生活中应用最广泛的金属是什么？地壳中铁的含量在金属中居于第几？自然界中铁元素主要以什么形式存在？为什么？你知道的铁矿石有哪些？我国的铁矿石主要分布是怎样的？你知道我国劳动人民早在什么时期就发明了炼铁和使用铁器了？你知道吗？铁是人类冶炼最多、应用最广泛的金属。铁元素在地壳中含量很大，排在金属元素的第二位。因其化学性质比较活泼，在自然界主要以化合物形式存在。铁矿石主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿等。我国的铁矿石分布广泛，主要在辽宁、河北、

2、四川等地。我国劳动人民早在春秋战国时期就发明了炼铁技术和使用铁器。我知道！今天，铁在日常生活和国民生产中的地位更是十分重要。我们有必要了解和掌握以铁矿石为原料冶炼得到铁的过程。这节课我们将以主要成分为Fe2O3的赤铁矿为例来学习探究如何实现铁的冶炼。实验探究炼铁的基本原理反应原理：Fe2O3Fe讨论:对比Fe2O3与Fe组成上的区别，请同学们大胆设想，如何实现从Fe2O3到Fe的转变？需要一种物质将氧元素从氧化铁中夺去COFe2 O3FeCO2请同学们尝试写出该变化的反应方程式。像上述反应一样，氧化物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高温夺氧的（在反应中得

3、到氧）是还原剂，被氧化；如CO在上述反应中得到氧，被氧化，作还原剂。被夺的（在反应中失去氧）是氧化剂，被还原；如Fe2O3。在上述反应中失去氧，被还原，作氧化剂。氧化剂、还原剂都是针对反应物来说的一氧化碳还原氧化铁的实验视频1、装置中右边的酒精灯起什么作用？澄清石灰水的作用是什么？2、一氧化碳还原氧化铁的实验中为什么先通入一氧化碳再加热？3、实验结束时为什么先停止加热，继续通一氧化碳至硬质玻璃管冷却至室温？请大家注意实验装置、操作步骤、现象、注意事项；并思考下面问题：实验装置：讨论:1、装置中右边的酒精灯起什么作用？澄清石灰水的作用是什么？（ 除去尾气中的CO，防污染；检验产物CO2）固体与流

4、动的气体反应，气体的利用率很低实验步骤:1、组装装置并检查气密性2、加入药品3、点燃尾部酒精灯，通入纯净的一氧化碳4、待空气完全排出后点燃酒精喷灯加热5、待反应结束后熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳6、待冷却至室温后停止通入一氧化碳，熄灭尾部酒精灯一氧化碳早出晚归，酒精灯（加热硬质玻璃管的）迟到早退。要点记识2、一氧化碳还原氧化铁的实验中为什么先通入一氧化碳再加热？（排尽装置中的空气，以防加热时发生爆炸）3、实验结束时为什么先停止加热，继续通一氧化碳至硬质玻璃管冷却至室温？（防止铁在较高的温度下重新被氧化;同时还可以防止石灰水倒吸） 讨论：一氧化碳还原氧化铁的注意事项可归纳为“三防”：防爆炸、防

5、氧化、防污染硬质玻璃管中固体由红棕色变黑色（Fe2O3Fe），试管中石灰水变浑浊（COCO2），尾气燃烧，产生淡蓝色火焰。实验现象：讨论：如何判断反应中生成了什么物质 ？（石灰水变浑浊CO2生成；固体由红棕色变黑色Fe， 也可用磁铁吸引反应后的黑色固体） CO与Fe2O3在高温条件下反应生成CO2和Fe。实验结论：方法一：点燃 尾气处理：因为一氧化碳有毒，对环境有污染，不能直接排入空气中，必须进行处理。你能想到哪些处理的方法？ 方法二：用气球收集尾气处理：方法三：再利用尾气处理：吸收CO2检验CO2是否除尽吸收水蒸气 1、如图是用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，回答下列问题：（1）有下列实验步骤

6、： 加热；通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先_，然后_。（2）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为_ _，说明有_ _生成，B装置中出现的现象为_，说明有_生成。粉末由黑变红Cu石灰水变浑CO2小练习：（3）装置A中的反应化学方程式为_，装置B中的反应化学方程式为_，装置C中的目的是_。（4）反应结束，应先_，待冷却后_。 CO+CuO = Cu+CO2高温CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O除尾气，防污染停止加热停止通气2、请分别写出H2、CO在高温下与CuO反应的化学方程式，并指出氧化剂、还原剂。高温H2 + CuO = Cu + H2O高温CO + CuO = Cu + CO2原料：铁矿石(赤铁矿)：提供铁元素焦炭、空气：提供CO和热量石灰石：造渣,就是和铁矿石里的杂质形成炉渣. 工业炼铁设备：高炉过量空气焦炭焦炭高温高温赤铁矿高温CO2COFe反应过程：拓展延伸涉及反应化学方程式：3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2高温C + CO2 = 2CO高温C + O2 = CO2点燃产品：生铁（含碳