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1、侯庙一中侯庙一中 张振业张振业(iron)(iron)在自然界中分布很广，在地壳中在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的铝，约占地壳总质量的4.75%4.75%。我国辽。我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿有大型铁矿变成变成铁矿石是怎样炼成铁的铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。研究铁冶炼的化学原理。P119P119图图54 54 一氧化碳与氧化铁的反应一氧化碳与氧化铁的反应实验的原理实验的原理实验的步骤实验的步骤实验的现象
2、实验的现象实验注意那些问题？（先加热还是先通气实验注意那些问题？（先加热还是先通气？实验完毕是先停止加热吗？）？实验完毕是先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）完毕的尾气怎么处理？）一氧化碳还原氧化铁实验一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：实验原理：实验操作：实验操作：1、按上图组装仪器，并检查、按上图组装仪器，并检查其气密其气密性性2、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻、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
3、中，、把硬质玻管接入装置系统中，先通先通入一氧化碳气入一氧化碳气体体排空气排空气；待空气排待空气排尽后，尽后，点燃点燃出气口处的酒精灯及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，、当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热先停止加热，再再通通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2高温高温实验现象：实验现象：红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊水逐渐变浑浊注意问题：注意问题：1、一氧化碳还原氧化铁是
4、在封闭的硬质玻管中进行的，、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸与空气混合受热爆炸2、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）实验改进：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集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用或把尾气烧或把尾气烧掉，防止污掉
5、，防止污染空气染空气 3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2讨论讨论:发生还原反应的物质是谁发生还原反应的物质是谁?哪种物质具有还原性哪种物质具有还原性?哪种物质是氧化剂哪种物质是氧化剂?还原剂还原剂?高温高温具有还原性的物质具有还原性的物质:H2 C CO问题问题:请写出请写出H2和和C还原还原Fe2O3的化的化 学方程式学方程式 3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O 3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2高温高温高温高温工业炼铁的主要设备是高炉工业炼铁的主要设备是高炉原料原料反应的原理：反应的原理：FeFe2 2O O3 3+3+3COCO=2Fe+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温阅读课
6、阅读课本本P181弄弄清楚以下几个问题清楚以下几个问题生铁生铁钢钢含碳量含碳量含其它含其它元素元素性能性能用途用途2%4.3%0.03%2%含较多的碳、硫、磷、硅含较多的碳、硫、磷、硅等元素等元素含碳、硫、磷、硅等含碳、硫、磷、硅等元素较少元素较少硬而脆、可铸不可煅硬而脆、可铸不可煅硬而韧良好的延展性硬而韧良好的延展性和弹性。可铸又可煅和弹性。可铸又可煅烧菜用的铁锅、暖气片机烧菜用的铁锅、暖气片机床的底座等床的底座等制造机械、交通工具制造机械、交通工具和武器和武器都是混合物都是混合物钢铁是非常重要的金属材料。钢铁的生产和使用是人类文明钢铁是非常重要的金属材料。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进
7、步的一个重要标志和社会进步的一个重要标志早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。新中国成立以后，我国的钢铁工业得到新中国成立以后，我国的钢铁工业得到了飞跃的发展。了飞跃的发展。1994年钢产量只有年钢产量只有15.8万吨，万吨，居世界居世界26位位；1996年，我国的钢铁产量首次特破年，我国的钢铁产量首次特破1亿吨亿吨居世界前列居世界前列；为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨而发行亿吨而发行2002年，我国的钢产年，我国的钢产量为量为18224.89万吨，连万吨，连续多年续多年保持世界第一保持世界第一 由于由于不同的金属的化
8、学活动性不同的金属的化学活动性不同，因此，不同，因此，常采用不同的冶炼方法。常采用不同的冶炼方法。热还原法、电解法、热还原法、电解法、热分解法等。热分解法等。利用利用还原剂还原剂在在高温高温下将下将金属金属从化合物中从化合物中还原出来还原出来。FeFe2 2O O3 3+3+3COCO=2Fe+3CO=2Fe+3CO2 2WOWO3 3+3+3H H2 2=W+3H=W+3H2 2O O2CuO+C =2Cu+CO2CuO+C =2Cu+CO2 2 高温高温 高温高温 高温高温通常把金属（如铁）跟通常把金属（如铁）跟氧气结合生成金属氧化氧气结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程物（如氧化铁）的过
9、程称为称为金属的氧化金属的氧化金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应，失金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程称为去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原金属氧化物的还原2 2HgHgO=2O=2HgHg+O+O2 2 2 2AgAg2 2O=4O=4AgAg+O O2 2常用于不活泼金属常用于不活泼金属（HgHg、AgAg等等）的冶炼。的冶炼。AuAu、PtPt可通过金沙淘洗获得。可通过金沙淘洗获得。在金属活动性顺序中，在金属活动性顺序中，K K、NaNa、CaCa、AlAl等等活泼金属活泼金属的的还原性很强还原性很强，都很，都很容易容易失去失去电子电子，因此
10、不能用一般的，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用通电通电分解其熔融盐或氧化物分解其熔融盐或氧化物的方法来的方法来冶炼冶炼。2Al2Al2 2O O3 3=4=4AlAl+3O+3O2 2 2NaCl=2 2NaCl=2NaNa+Cl+Cl2 2通电通电通电通电2、要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化铁(Fe2O3)质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？1、小结授课内容小结授课内容例：要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化铁(Fe2O3)质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？解答：设需要含为80%的赤铁矿石的质量为x生铁1600吨含纯铁为1600吨（12%）=1568吨 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 x80%1568吨 解得：x=2800吨 答：需这种赤铁矿石2800吨。高温