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1、铁在自然界中分布很广,地壳中铁元素的含量仅次于铝,位于第二位。由于铁的化学性质比较活泼,所以它在自然界中主要以化合物的形式存在于各种铁矿石中,常见的铁矿石如下表:铁的合金1 1、合金合金是由一种金属中加热熔合其他金属或非金是由一种金属中加热熔合其他金属或非金属而成的具有金属特性的物质。属而成的具有金属特性的物质。3 3、铁的合金、铁的合金:生铁与钢生铁与钢,主要成分为铁主要成分为铁,最大的区别是含碳量不同最大的区别是含碳量不同.2.2.铁合金的应用铁合金的应用 (iron)(iron)在自然界中分布很广,在地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,仅壳中含量居所有金属元素的第二
2、位,仅次于铝,约占地壳总质量的次于铝,约占地壳总质量的4.75%4.75%。我。我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿地都有大型铁矿.变成变成磁磁铁矿(主要成分铁矿(主要成分FeFe3 3O O4 4)赤赤铁矿(主要成分铁矿(主要成分FeFe2 2O O3 3)菱菱铁矿(主要成分铁矿(主要成分FeCOFeCO3 3)铁矿石铁矿石常见的铁矿石黄黄铁矿(主要成分铁矿(主要成分FeSFeS2 2)磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)黄铁黄铁矿矿菱铁矿菱铁矿铁矿石是怎样炼成铁的呢?铁矿石是怎样炼成铁的呢?让我们通过实验来研究铁冶让我们通过实验来研究铁冶
3、炼的化学原理。炼的化学原理。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、组装仪器,并检查气密性;、组装仪器,并检查气密性;2、把氧化铁粉末装入玻管中;、把氧化铁粉末装入玻管中;3、把玻管接入装置中;、把玻管接入
4、装置中;4、通入一氧化碳气体排气,待排尽后,点燃出气口处的通入一氧化碳气体排气,待排尽后,点燃出气口处的酒精灯;酒精灯;5、给、给玻管加热玻管加热;6、停止加热;、停止加热;7、继续通入、继续通入一会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却。一会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温红色红色(氧化铁)(氧化铁)粉末逐渐变成黑色,粉末逐渐变成黑色,同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。1、一氧化碳还原氧化铁是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,先通先通一氧化碳一氧化碳,可以,可以把管内的空气排出把管内的空气排出,防止一氧
5、化碳与空气混合防止一氧化碳与空气混合受热爆炸受热爆炸.2、实验完毕、实验完毕先停止加热先停止加热,还要,还要继续通入一氧化碳直到玻璃管继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止冷却为止。(。(防止灼热的铁与氧气反应防止灼热的铁与氧气反应)实验现象:实验现象:注意事项:注意事项:问题讨论:问题讨论:1、如何判断反应中生成了、如何判断反应中生成了什么物质?什么物质?2、装置中右边的酒精灯起、装置中右边的酒精灯起什么作用?什么作用?3、石灰水的作用有哪些?、石灰水的作用有哪些?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
6、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把尾气烧掉,防把尾气烧掉,防止污染空气止污染空气 FeFe2 2O O3 3 +3CO =2Fe+3CO +3CO =2Fe+3CO2 2高温高温失失去去氧氧得得到到氧氧是氧是氧化剂化剂是是还原剂还原剂 化学上把氧化物中氧被夺去的反应化学上把氧化物中氧被夺去的反应叫做叫做还原反应。还原反应。具有氧化性具有氧化性具有还原性具有还原性发生还原反应发生还原反应发生氧化反应发生氧化反应反应的原理:反应的原理: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步的一个重要标志和社会进步的一个
7、重要标志早在早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。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,我国的钢年,我国的钢产量为产量为18224.89万万吨,连续多年吨,连续多年保持保持世界第一世界第一含杂质物质的化学方程式的计算含杂质物质的化学方程式的计算
8、(原则)原则):化学方程要:化学方程要配平配平 纯量纯量才能代方程。才能代方程。(方法)方法):纯质量纯质量=总质量总质量纯度纯度 =总质量总质量(1 1 杂质的质量分数)杂质的质量分数)例题例题:要炼出含杂质:要炼出含杂质2%2%的铁的铁1600t1600t,需含氧化铁质量需含氧化铁质量分数为分数为80%80%的赤铁矿石多少吨?的赤铁矿石多少吨?1600t 1600t (1 1 2%2%)=1568t=1568t解:解:设需赤铁矿石的质量为设需赤铁矿石的质量为x x Fe Fe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2高温高温160 112160 11280%X
9、 1568t80%X 1568tX X=2800t2800t答答:需含氧化铁质量分数为:需含氧化铁质量分数为80%80%的赤铁矿石的赤铁矿石2800t2800t。80%80%X X160 112160 11280%X 1568t80%X 1568t=纯铁质量:纯铁质量:纯纯FeFe2 2O O3 3的质量:的质量:炼炼200t200t含杂质含杂质3%3%的生铁,需要含的生铁,需要含85%85%氧化铁的赤铁矿石氧化铁的赤铁矿石多少个?多少个?解:解:设需要含设需要含85%85%氧化铁的赤铁矿质量为氧化铁的赤铁矿质量为x x Fe Fe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2高温高温160 112160 11285%X 200t85%X 200t97%97%160 112160 11285%X 85%X 200t97%200t97%=X X=326.05t326.05t答答:需要含:需要含85%85%氧化铁的赤铁矿石氧化铁的赤铁矿石326.05t.326.05t.