金属矿物与冶炼教案Word文档格式.docx
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生铁（铁合金、混合物）
高炉中发生的反应：
C+O2=CO2;
CO2+C=2CO;
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2;
CaCO3=CaO+CO2↑
（四）生铁和钢（*重点*）
（1）生铁：
生铁是指含碳2%%，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%--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。
（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=纯物质的质量/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（）
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．Fe2TiO3D．FeTi2O4
4．碳在高温下可以和氧化铁反应，化学方程式可表示为：
2Fe2O
3+3C4Fe+3CO2↑，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．下列反应中，一氧化碳不是还原剂的
是（）
A．CuO+COCu+CO2B．CO2+C2CO
B．Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D．Fe2O3+3CO2Fe+3CO
2
6．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Fe2O3）反应冶炼铁的化学方程式：
。
（2）通过上述方法得到的是生铁，请写出另一种铁合金的名称
能力训练（提示：
H—1C—12O—16S—32Fe—56）
1．有一种黑色粉末在高温下可以和CO反应，该粉末可能是下列物质中的（）
A．铁粉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，若得到铁，则消耗的一氧化碳的质量是
（）
A．等于B．大于C．小于D．不大于
3．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①
，②。
（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，再进行。
（4）A中反应的化学方程式是。
B中反应的化学方程式是。
，B中观察到的现象。
（5）该装置的不足之处是。
4．某炼铁厂日产杂质5%的生铁3000t，试计算：
（提示：
O—16Fe—56）
（1）该3000t生铁中含纯铁多少吨
（2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨（计算结果保留整数）
5．A～J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。
请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：
B，D，I，J。
（2）反应①③④⑤中属于置换反应的是（填序号
）。
（3）写出反应②⑤的化学方程式；
拓展训练
一、选择题：
1、下列金属，不是以单质形态（游离态）存在的矿物是（）
A、铝B、金C、银D、铂（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（）
A
B
C
D
元素名称
钾
钠
铝
铁
质量分数/%
3、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、煅烧法
4、将氧化铝经过冶炼后可以获得铝，现有氧化铝510㎏，假设全部参加反应，可得到铝的质量为（）
A、500㎏B、430㎏C、270㎏D、102㎏
5、下列物质不能用来冶炼金属的是（）
A、H2B、CC、COD、Cl2
二、填空题
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%—%）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
（%—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：
①你认为生铁和钢的最大区别是根据；
②所获得的生铁和钢中，含有的杂质最少的应当是；
③请你写出钢具有的2点性能：
、；
④如果在钢中加入各种金属，就能熔炼成多样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
⑤你认为在高炉中，作为将赤铁矿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：
⑴写出仪器名称：
B：
；
⑵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：
①在硬质玻璃管中装入氧化铜，②用酒精灯对着玻璃管放氧化铜处加热，③先通入CO一会儿，
④停止加热，⑤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是、；
写出有关化学方程式
⑶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（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MgB、Zn和AlC、Zn和FeD、Zn和CuE、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%的赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）冶炼生铁。
现有8000㎏这种矿石可炼出含铁96%的生铁多少千克
四．1.含铁的混合物，与足量的盐酸完全反应时放出氢气。
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：
（1）小明首先根据草酸中含有元素，可推测生成物中含有水。
（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（）
、钢
是铁的合金，而生
铁是纯
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
B、焦炭、氯酸
钾、二氧化锰
C、石灰石、焦炭、铁矿石
D、铁矿石、氧气、二氧化锰
克CO在高温下跟克铁的某种氧化物完全反
应，这种氧化物是（）A、FeOB、Fe2O3C、Fe3O4D、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Fe3O4）
铁屑（Fe）
D．
胆矾（CuSO45H2O）
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）．高铁酸钠（Na2FeO4）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+O2+2═4Fe（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：
①制造青铜器②湿法冶铜③冶炼钢铁，按历史年代先后顺序应用于生产排列的是（）
A.①②③B.①③②C.③②①D.②①③
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CO还原CuO
3、X、Y、Z三种金属中，只有Z能和稀硫酸反应；
将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>
YB．Y>
X>
ZC．Y＞Z＞XD．Z＞Y＞X
4、在氧化铁（Fe2O3）、氧化亚铁（FeO）和四氧化三铁（Fe3O4）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
A．Fe3O4、Fe2O3、FeOB．FeO、Fe2O3、Fe3O4
C．FeO、Fe3O4、Fe2O3D．Fe2O3、Fe3O4、FeO
5、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（）
①制铝合金②制电线③制餐饮具④制银色漆的原料⑤制装饮料的易拉罐⑥包装糖果和小食品
A．①③④B．③⑤⑥C．②⑤⑥D．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（）
A．金属的活动性B．金属的导电性
C．金属的延展性D．地壳中金属元素的含量
7、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（）
金属
Na
K
Al
Cu
Fe
熔点（℃）
660
1083
1535
沸点（℃）
883
774
2200
2595
2750
A．Na—Al合金B．Na—K合金
C．Fe—Cu合金
D．K—Fe
合金
8.下列叙述中，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”少的。
今有铁矿石，磁铁矿石（主要成分是Fe3O4），赤铁矿石（主要成分是Fe2O3），褐铁矿石（主要成分是2Fe2O3·
3H2O），菱铁矿石（主要成分是FeCO3），黄铁矿石（主要成分是FeS2），你认为不适宜炼铁的矿石是：
理由是：
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
（3）乙图中高炉练铁时焦炭的作用是
①；
②。
（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、生活中有着广泛的应用。
（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Fe2O3）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）。
①使用金、银和铜等制作奖牌②使用纯羊毛和聚酯纤维制作“福娃，，
③使用新型钢材建造“鸟巢”④使用聚氟乙烯制造“水立方”外层膜
练习题
（二）
1.下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 D、铁的生锈
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CO还原CuO
3.下列物质前者是混合物，后者是纯净物的是（ ）
A、铁矿石、天然气 B、铜、生铁 C、铁、不锈钢 D、钢、氧化铁
4.炼铁的主要原料是（ ）
A、石灰石、焦炭、生铁 B、焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C、石灰石、焦炭、铁矿石 D、铁矿石、氧气、二氧化锰
5.生铁和钢的主要区别是（ ）
A、生铁含杂质，钢不含杂质 B、生铁含碳，钢不含碳
C、生铁不含碳，钢含碳 D、生铁中含碳2%—%，钢中含碳%—2%
6.下列物质的颜色不是黑色的是（ ）
A、Fe2O3 B、Fe3O4 C、MnO2 D、CuO
7.在高炉炼铁的反应中，CO是（ ）
A、氧化剂 B、还原剂 C、氧化剂 D、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（ ）
①家用铁锅 ②电动机铁芯 ③机床底座 ④化工机械 ⑤坦克装甲 ⑥医用手术刀
A、②③⑤ B、①③④ C、②⑤⑥ D、①③⑤
10.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 TiCl4反应制得金属钛，反应的化学方程式为：
TiCl4＋2Mg
Ti＋2MgCl2
。
该反应属于（ ）
A、化合反应 B、分解反应 C、置换反应 D、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，既可铸又可煅
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Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·
3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、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。
C在高温下可与CO2反应产生CO）
（2）写出步骤①②③的化学方程式
：
① __________________________________________ ；
② ___________________________________________ ；
③ ________________________________________________ 。
（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。
请写出其中重要的化学方程式：
_________________________________。
17.蛋糕等食品包装中的除氧剂是一种黑色粉末状的固体，失效后带有红褐色。
某化学课外兴趣小组为了探究其主要成份，将一包未变质的除氧剂分成两份：
一份加入稀盐酸中，发现大量气泡产生；
另一份加入到氯化铜溶液中，一段时间后溶液颜色变淡绿色，固体逐渐变红。
（1）该除氧剂的主要成份是_______；
失效后红褐色固体的主要成分是___________。
（2）为了验证上述推断是否正确,可以用到一种物理方法，即_____________________。
（3）下列有关说法不正确的是（ ）
A、凡是能与氧气反应的固体物质均可作为食品的除氧剂
Ｂ、该除氧剂不可用于牛奶果汁等饮料的保鲜
Ｃ、米饭蛋糕等食品的腐败变质属于缓慢氧化
Ｄ、一些食品中放小包袋装的氧化钙
主要是利用其能吸收空气中的氧气
18.为探究碱式碳酸铜（化学式为Cu2（OH）2CO3）加热分解的产物。
取一定量样品进行加热，生成黑色固体，并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
思考并回答：
（1）产生的气体中肯定含有_________________________
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