初三化学金属矿物与铁的冶炼讲义练习.docx
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初三化学金属矿物与铁的冶炼讲义练习
本次课课堂教学内容
知识点1常见的金属矿物以及金属冶炼的方法
赤铁矿（Fe2O3）褐铁矿（Fe2O3.xH20）黄铁矿（FeS2）
磁铁矿（Fe3O4）孔雀石（Cu2（OH）2CO3）赤铜矿（Cu2O）
（1）加热法：
和焦炭、氢气、一氧化碳等一起高温加热
（2）电解法：
如电解氧化铝
知识点2金属资源的保护和利用
（1）钢铁锈蚀的条件是：
①与O2接触②与水接触
★在有酸或盐存在的条件下，会加速钢铁生锈（铁锈的主要成分：
Fe2O3）。
★铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。
因而铁锈应及时除去。
而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
（2）防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的清洁、干燥；
②表面涂保护膜，如涂油、刷漆、搪瓷、电镀、烤蓝等；
③制成不锈钢。
（3）金属资源的保护和利用：
①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；
③合理开采矿物；④寻找金属的代用品。
★意义：
节约金属资源，减少环境污染
★石灰石--常见的物质
（1）主要成分为碳酸钙，存在于大理石、石灰石、方解石、蛋壳、贝壳中；
（2）化学性质：
高温
①CaCO3══CaO+CO2↑②CaO+H2O══Ca（OH）2
③Ca（OH）2+CO2══CaCO3↓+H2O④CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑
（3）用途：
建筑石料、制生石灰、制水泥、制玻璃、炼铁等。
知识点3工业炼铁
1.原料：
铁矿石、石灰石、焦炭、空气
2.原理：
在高温下，利用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来
3.设备：
高炉
4.冶炼过程中发生的化学反应
（1）在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；
（2）二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳；
（3）一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁。
5.产品：
生铁
【拓展】
为了确保CO只与Fe2O3反应，还需将矿石中含的杂质SiO2除去．石灰石高温分解成氧化钙，CaCO3高温＝＝CaO＋CO2↑，氧化钙再与二氧化硅反应，CaO＋SiO2高温＝＝CaSiO3（硅酸钙），硅酸钙作为炉渣会从铁水中分离出来，从而达到除去二氧化硅的目的。
知识点4实验室炼铁
1.仪器：
铁架台硬质玻璃管单孔橡皮塞酒精灯试管酒精喷灯双孔橡皮塞导气管
2.药品：
氧化铁粉末澄清石灰水一氧化碳气体
3.装置图：
4.步骤：
（1）按上图组装仪器，并检查气密性
（2）把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上
（3）把硬质玻管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排气；待排尽后，点燃出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化
（4）当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却
（一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退）
（5）现象：
红色粉末逐渐变为黑色（这种黑色粉末是还原出来的铁），澄清石灰水变浑浊（证明有二氧化碳生成），尾气燃烧生成蓝色火焰（说明为一氧化碳气体）。
（6）实验改进：
可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用、或点燃、或能源的再利用
【规律】
1.先通一氧化碳的目的：
排除装置内的空气，以免加热时一氧化碳与空气混合，可能会发生爆炸。
2.尾气的处理：
因为一氧化碳有毒，所以尾气一氧化碳气体要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。
3.实验前要检查一氧化碳的纯度，因为一氧化碳是可燃性气体，如果其中混有空气或氧气，温度达到着火点或与明火接触可能发生爆炸。
（氢气同理）
4.实验后继续通入一氧化碳的目的：
防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化（后果是得到铁和氧化铁的混合物）；防止液体倒吸。
【典型例题】
1.下列金属在自然界中常以单质形式存在的是（ ）
A.铁B.铝C.锌D.金
2.下列铁矿石中从效益和环保角度分析而不适宜炼铁的是（ ）
A.磁铁矿（主要成分是Fe3O4）B.赤铁矿（主要成分是Fe2O3）
C.黄铁矿（主要成分是FeS2）D.褐铁矿（主要成分是Fe2O3·xH2O）
3.下列有关高炉炼铁的说法正确的一组是（ ）
①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳
②高炉中焦炭的作用是供热
③铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
④高炉炼铁原料有铁矿石、焦炭、石灰石
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
4.下列关于铁的叙述正确的是（ ）
A.铁元素在地壳中的含量高于铝,所以铁制品的使用最广泛
B.高炉炼铁得到的是纯铁
C.炼铁反应Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2属于置换反应
D.高炉炼铁时生铁的出口低于炉渣出口
5.用“W”形管进行微型实验,如图所示,下列说法错误的是（ ）
A.a处红棕色粉末变为黑色
B.a处实验结束时先停止通入CO,后停止加热
C.b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成
D.可利用点燃的方法进行尾气处理
6.某化学小组进行“CO还原氧化铁”的实验（如图），待红色氧化铁完全变成黑色粉末时停止加热，继续通入CO冷却到室温．为检验生成物是否全部为铁粉，他们取出适量的黑色粉末用磁铁验证，发现黑色粉末全部能被磁铁吸引。
【提出问题】CO还原氧化铁后所得黑色粉末全部是铁粉吗？
【查阅资料】查阅到的相关资料：
（1）CO与氧化铁在570℃以上时，依次发生下列3个反应：
3Fe2O3+CO高温=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO高温=3FeO+CO2 FeO+CO高温=Fe+CO2
（2）在铁的氧化物中，仅有氧化铁是红色（其余皆是黑色），仅有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁，仅有四氧化三铁具有磁性．
【猜想与假设】请你结合课本知识和查到的资料信息，对黑色粉末的组成提出猜想．猜想①：
黑色粉末全部是铁粉；猜想②：
黑色粉末全部是四氧化三铁；
猜想③：
黑色粉末．
（3）【实验与结论】请你设计实验验证猜想（假设各组分均能被检出）．
取样装入试管，，则猜想①正确．
取样装入试管，，则猜想②正确
取样装入试管，，则猜想③正确
（4）据报道，日本超市的食品密封包装盒的透明盖内放有少量的氧化亚铁，一旦密封包装破损氧化亚铁就会变为色，这样售货员就能及时发现．请写出氧化亚铁在空气中自然变色的化学方程式：
．
7.某地根据当地资源特点将石灰石开采、加工和高炉炼铁建在一起形成联产。
炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
（1）焦炭的主要作用有两点：
其一是生成还原剂CO，其二是。
写出氧化铁在加热时被还原成铁的方程式。
（2）炼铁过程中，固体原料从炉顶往下加，而热空气却是从炉底通入。
这样做的优点是。
高炉炼铁排放的废气中含有大量的高温一氧化碳，可作为能源用来煅烧石灰石。
请写出煅烧石灰石的化学方程式：
。
（3）此联产方式的主要优点是（答出一点即可）
本次课课后练习
1．下列关于实验操作中先后顺序的叙述错误的是（ ）
A．用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，再称量
B．实验室用CO与Fe2O3反应制取铁时，先通CO，再点燃酒精灯
C．稀释浓硫酸时，先在烧杯内倒入水，再缓慢注入浓硫酸，并不断搅拌
D．实验室制取气体时，先装药品，再检查装置气密性
2．下列说法正确的是（ ）
A．电解水产生氢气和氧气，说明水是由氢分子和氧分子构成的
B．蒸馏是净化程度最高的净水方法
C．用洗洁精洗涤油腻的碗碟，是利用了溶解的原理
D．我国金属资源丰富，废旧金属根本不用回收
3．铁的应用在我国已有悠久的历史．下列有关铁的知识的叙述错误的是（ ）
A．铁具有良好的导电性、导热性
B．人体中的铁元素主要存在于血液中
C．铁制容器不能盛放硫酸铜溶液
D．铁在潮湿的空气中能形成致密的氧化物保护膜
4．材料的变化标志文明的进步，下列制得材料的方法与化学反应无关的是（ ）
A．打磨石器B．烧制陶瓷C．冶炼钢铁D．合成腈纶
5．下列各组物质的分类正确的是（）
A．玻璃、氯化钠和铁都是晶体
B．石墨、铜丝和食盐水都是导体
C．台秤、天平、弹簧测力计都是测量质量的工具
D．铁、生铁和四氧化三铁都是纯净物
6．下列有关金属的说法正确的是（）
A．废旧电池随意丢弃不会污染环境
B．生铁和钢是含碳量不同的铁合金
C．银的导电性比铜弱，所以用铜做导线
D．铁矿石在地壳中含量很多，可以随意开采
7．金属在生产、生活中应用广泛。
（1）地壳中含量最高的金属元素是___________。
（2）铁与_________、水发生反应而锈蚀，请写出一种防止钢铁生锈的措施：
____。
（3）将Al和Fe的混合粉末加入到一定量的AgNO3溶液中，充分反应后，过滤，得到滤渣和浅绿色滤液，则滤渣中一定没有_____________（填化学式），滤液中的溶质一定有_______（填化学式）。
8．如图为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验，仔细分析后回答下列问题：
（1）描述A中的实验现象________________。
（2）B中的实验现象________________。
（3）写出C中反应的化学方程式________________。
（4）要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是________ （填字母）．
9．化学兴趣小组要探究放置很久的铝片变质的程度。
进行了如下操作，请你参与他们的探究过程（提示：
假设样品中的其它成分不与盐酸反应）。
【实验目的】：
_____________________________。
【实验过程】：
化学兴趣小组的同学将准确称量的3.6g铝片样品放入80g一定质量分数的稀盐酸中，二者恰好完全反应，最后得到83.3g溶液，反应过程中放出气体的质量与所加稀盐酸质量的关系如如图所示。
【数据处理】：
（1）图中m的值为_____g。
（2）计算铝片中单质铝的质量分数_________
【反思交流】：
在金属活动性顺序中，铝的活动性比铁强，但很少见到生活中常用的铝制品生锈，为什么?
________________________
能力提升
1.如图是中国人民银行发行的两种建国70周年纪念币，根据图片信息回答问题。
（1）选择铸造纪念币的金属材料时，需考虑该金属材料的 （填字母）。
a．磁性b．导电性c．硬度d．导热性
（2）白铜放入稀硫酸中会缓慢产生气泡，是因为白铜中的镍与稀硫酸发生反应，该事实说明金属活动性：
镍 铜（选填“大于”或“小于”）。
（3）图中的两种纪念币，耐腐蚀性较强的是 纪念币。
（4）铜在潮湿的空气中放久后会与O2、H2O、CO2反应，在表面慢慢生成一层铜绿[Cu2（OH）2CO3]，写出该反应的化学方程式 。
2.利用如图所示实验装置制取CO并利用CO还原Fe2O3。
请回答下列问题：
（1）仪器X的名称是 ；装置E的作用是 。
（2）装置B中CaCl2固体可以吸收水蒸气生成CaCl2•6H2O，该变化属于 （选填“物理”或“化学”）变化。
（3）装置A中反应的化学方程式为 。
（4）①能证明氧化铁已被还原为单质Fe的现象是 。
②D中反应的化学方程式为 。
3.钢铁是重要的金属材料，在工农业生产和生活中应用非常广泛。
Ⅰ．铁的应用
（1）下列铁制品的利用与金属导热性有关的是 （填字母）；
A．铁铲B．铁锅C．刀具
（2）“纳米a﹣Fe粉”可以用于食品保鲜，称之为“双吸剂”，因为它能吸收空气中的 ；
Ⅱ．铁的冶炼
工业炼铁的原理是高温下用CO作还原剂，将铁从其氧化物中还原出来。
请回答下列问题：
（1）写出以赤铁矿为原料，在高温下炼铁的化学方程式：
；
（2）高炉炼铁中，焦炭的作用除了可以提供热量外，还能 ；
Ⅲ．实验探究炼铁原理：
某化学兴趣小组的同学利用如图装置模拟工业炼铁的过程，请按要求填空：
（1）实验时装置A中的现象是 ；
（2）B中发生反应的化学方程式：
；
（3）实验过程中，CO的作用有 （填序号）；
①CO气体作为反应物；②实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；③停止加热后，防止A中生成物被氧化；④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中。
Ⅳ．拓展延伸
利用上面的装置测定某铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比。
实验记录数据如下：
①装铁的氧化物的硬质玻璃管的质量为20g；②硬质玻璃管与铁的氧化物的质量共为26.4g；③通入一氧化碳并加热至铁的氧化物全部转化为铁后，生成的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收，且B中生成沉淀的质量为12g。
根据以上实验记录，计算此铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比 。
4.下列图象所反映的对应变化关系正确的是（ ）
A．
足量红磷在密闭器中燃烧
B．
将铁片加入一定量的硫酸铜溶液中
C．
两份相同的稀盐酸中分别加入足量锌粉、镁粉
D．
向盛有一定量MnO2的烧杯中加入H2O2溶液
5.用两段等质量相同表面积的镁条，分别和足量的等体积不同浓度的稀盐酸，在密闭容器中反应，测得容器中压强变化如图。
下列说法不正确的是（ ）
A．曲线a对应的盐酸浓度较大
B．开始时压强迅速增大的原因和反应放热有关
C．曲线a中A点压强最大，表明此时反应已结束
D．反应结束后两实验中产生氢气质量相等
6.铁和铜都能与FeCl3溶液发生反应，反应的化学方程式为：
Fe+2FeCl3═3FeCl2；Cu+2FeCl3═2FeCl2+CuCl2．将铜粉和铁粉的混合物mg放入烧杯中，向烧杯中不断加入FeCl3溶液，测得烧杯中剩余固体的质量与加入FeCl3溶液体积的关系如图所示。
下列相关说法正确的是（ ）
A．M点对应的溶液颜色为蓝色
B．铜粉和铁粉的混合物中，铜粉的质量为（m﹣n）g
C．N点对应的溶液中一定含有Fe2+、Cu2+和Cl﹣
D．当加入V1mLFeCl3溶液时，Cu恰好完全反应
学生学习总结与反思
需要家长配合完成
需要家长主动询问孩子是否有课后作业，并监督学生完成，在下一次上课前拍照发群里，由老师进行批改。
下节课学习内容
以下是家长填写内容，请家长积极配合
（家长您好，您的回评会非常有助于我们帮助您的孩子持续提升学习效果）
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