【課件四】常見的金屬材料

1、第九單元第九單元 金屬金屬 第一節(jié)第一節(jié) 常見的金屬材料常見的金屬材料 悉尼奧運(yùn)會(huì)的金牌味道不錯(cuò)！悉尼奧運(yùn)會(huì)的金牌味道不錯(cuò)！ 嘩！我要是有一個(gè)該多好！嘩！我要是有一個(gè)該多好！ 金、銀金、銀 這是什么做的？這是什么做的？ 一、金屬的物理性質(zhì)一、金屬的物理性質(zhì) 思考：下列金屬都是利用了金屬的哪些物理性質(zhì)？思考：下列金屬都是利用了金屬的哪些物理性質(zhì)？ 用錳鋼制成的鋼軌用錳鋼制成的鋼軌 金屬之最金屬之最 熔點(diǎn)最低的金屬是熔點(diǎn)最低的金屬是- 汞汞 熔點(diǎn)最高的金屬是熔點(diǎn)最高的金屬是- 鎢鎢 密度最小的金屬是密度最小的金屬是- 鋰鋰 密度最大的金屬是密度最大的金屬是- 鋨鋨 硬度最小的金屬是硬度最小的金屬是

2、- 銫銫 硬度最大的金屬是硬度最大的金屬是- 鉻鉻 最活潑的金屬是最活潑的金屬是- 銫銫 最穩(wěn)定的金屬是最穩(wěn)定的金屬是- 金金 延性最好的金屬是延性最好的金屬是- 鉑鉑 展性最好的金屬是展性最好的金屬是- 金金 地殼中含量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素鋁鋁 目前世界年產(chǎn)量最高的金屬目前世界年產(chǎn)量最高的金屬鐵鐵 導(dǎo)電導(dǎo)熱性最好的金屬導(dǎo)電導(dǎo)熱性最好的金屬銀銀 人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素鈣鈣 1.1.什么是合金？什么是合金？ 在一種金屬中加熱熔合其它金屬或非金屬而形成的具在一種金屬中加熱熔合其它金屬或非金屬而形成的具 有金屬特性的物質(zhì)，叫做合金。有金屬特性的物質(zhì)，叫做合

3、金。 2.2.為什么我們使用的金屬材料主要是合金，而不是純金為什么我們使用的金屬材料主要是合金，而不是純金 屬？屬？ 合金與金屬相比，除具有金屬的特性外，還具有許多合金與金屬相比，除具有金屬的特性外，還具有許多 比各成分金屬或非金屬更優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性比各成分金屬或非金屬更優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性 能。如：硬度大、熔點(diǎn)低、密度小、耐磨、耐腐蝕等。能。如：硬度大、熔點(diǎn)低、密度小、耐磨、耐腐蝕等。 二、二、合金合金 3.3.使用合金材料是否一定比純金屬材料好呢？使用合金材料是否一定比純金屬材料好呢？ 查閱資料，填寫下列汽車配件所用的金屬或合金，查閱資料，填寫下列汽車配件所用的金屬或合金，

4、 并解釋使用這些材料的原因。并解釋使用這些材料的原因。 汽車配件汽車配件金屬或合金金屬或合金使用原因使用原因 電線芯電線芯 汽車外殼汽車外殼 燈絲燈絲 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 排氣管排氣管 金屬（金屬（CuCu）導(dǎo)電能力強(qiáng)導(dǎo)電能力強(qiáng) 合金合金強(qiáng)度大，質(zhì)量輕強(qiáng)度大，質(zhì)量輕 金屬金屬 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高 合金合金 耐高溫、強(qiáng)度大耐高溫、強(qiáng)度大 合金合金耐腐蝕耐腐蝕 1.1.為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢？為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢？ 2.2.我們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂玫暮辖鹩需F合金、鋁合金、我們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂玫暮辖鹩需F合金、鋁合金、 銅合金等，這些合金的組成是怎么樣的？銅合金等，這些合金的組成是怎

5、么樣的？ 金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較：金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較： 實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 固體的熔點(diǎn)與原子排列是否規(guī)整有關(guān)。你能否解釋固體的熔點(diǎn)與原子排列是否規(guī)整有關(guān)。你能否解釋 為什么多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低呢？為什么多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低呢？ 在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。 而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒有純金屬那樣整齊，而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒有純金屬那樣整齊， 使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)金屬的熔使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)金屬的熔 點(diǎn)一般比各成分金屬的低。點(diǎn)一般比各成分金屬的低。 合金的

6、分類：合金的分類： . .鐵合金：鐵合金： 鐵鐵 合合 金金 按組成元素分類鐵合金和非鐵合金按組成元素分類鐵合金和非鐵合金 根據(jù)含碳量的高低根據(jù)含碳量的高低 生鐵生鐵 鋼鋼 低碳鋼低碳鋼 合金鋼合金鋼 鑄造生鐵（灰口鐵）鑄造生鐵（灰口鐵） 煉鋼生鐵煉鋼生鐵 ( (白口鐵白口鐵) ) 碳碳 素素 鋼鋼 中碳鋼中碳鋼 高碳鋼高碳鋼 在碳素鋼中加入鉻在碳素鋼中加入鉻 錳錳 鎢鎢 鎳鎳 鉬鉬 鈷鈷 硅硅 等合等合 金元素金元素 0.03%0.03%2%2% 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 0.3%0.3% 0.3%0.3%0.6%0.6% 0.6%0.6% 由于組成不同，由于組成不同， 導(dǎo)致在性能、應(yīng)導(dǎo)致在性能、應(yīng)

7、 用上均不同。用上均不同。 具有各種不同具有各種不同 的優(yōu)良性能。的優(yōu)良性能。 1.1.鐵合金鐵合金 生鐵：生鐵： 鋼：鋼： 含碳量為含碳量為2% 2% 4.3%4.3% 含碳量為含碳量為0.03% 0.03% 2%2% 用途用途: :生鐵硬度大，抗壓，性脆，可以鑄造成型，是制造生鐵硬度大，抗壓，性脆，可以鑄造成型，是制造 機(jī)座、管道的重要材料。機(jī)座、管道的重要材料。 用途：用途：鋼有良好的延展性，機(jī)械性能好，用于制造機(jī)械鋼有良好的延展性，機(jī)械性能好，用于制造機(jī)械 和交通工具。和交通工具。 鐵合金鐵合金： 鋼鋼 碳素鋼：碳素鋼： 合金鋼：合金鋼： 如：不銹鋼（合金元素為鉻如：不銹鋼（合金元素為

8、鉻CrCr和鎳和鎳NiNi） 低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼 2 .2 .銅合金：銅合金： 銅銅 合合 金金 黃銅黃銅：（含：（含Zn 20% Zn 20% 36%36%） 青銅青銅：（含：（含Sn 10% Sn 10% 30%30%） 白銅白銅： 含含Cu ZnCu Zn耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)，耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)， 硬度較小。硬度較小。 含含Cu Sn PbCu Sn Pb等等硬而脆，強(qiáng)度大硬而脆，強(qiáng)度大 含含Ni ZnNi Zn（少量（少量MnMn）制酒具等制酒具等 3.鋁合金鋁合金：向純鋁中加入合金元素如向純鋁中加入合金元素如Cu Cu 、MgMg、 SiSi、 MnM

9、n、 Zn Zn 及稀土金屬等。及稀土金屬等。 硬鋁硬鋁： Cu 40%Cu 40%、 Mg 0.5 % Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % Mn 0.5 % 、 Si 7%Si 7% 性能：密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕。性能：密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕。 合金的成分不同，其性質(zhì)也不相同；如果改變某一合金的成分不同，其性質(zhì)也不相同；如果改變某一 合金元素的含量，合金的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變。合金元素的含量，合金的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變。 高壓鍋高壓鍋 世界鋁的年產(chǎn)量?jī)H次于鐵，居世界鋁的年產(chǎn)量?jī)H次于鐵，居 第二位。鋁有較好的延展性，可制第二位。鋁有較好的延展性，可制 成成0.01mm0.01mm的鋁箔，用于包裝香

10、煙、的鋁箔，用于包裝香煙、 糖果；鋁的密度小和具有抗腐蝕等糖果；鋁的密度小和具有抗腐蝕等 優(yōu)良性能，鋁及其合金在電線電纜優(yōu)良性能，鋁及其合金在電線電纜 工業(yè)、飛機(jī)、汽車等制造業(yè)有廣泛工業(yè)、飛機(jī)、汽車等制造業(yè)有廣泛 的用途。的用途。 鋁合金鋁合金用途用途 用鈦用鈦- -鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線 4.4.形狀記憶合金形狀記憶合金：合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定 的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把 具有這種特殊功能的合金稱為具有這種特殊功能的合金

11、稱為形狀記憶合金形狀記憶合金。被廣泛用于做人。被廣泛用于做人 造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自 動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。 低溫下低溫下 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來制造，因此可用來制造人造骨人造骨。 被認(rèn)為是被認(rèn)為是2121世紀(jì)的重要材料，它具有世紀(jì)的重要材料，它具有 很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可 塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其 是抗腐蝕性能非常好

12、，即使把它們放在海是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海 水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕 性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、用于火箭、 導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通訊設(shè)備導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通訊設(shè)備 等。等。 鈦金屬腕表鈦金屬腕表 5 5. .鈦和鈦合金鈦和鈦合金 金屬材料金屬材料主要成分主要成分 光澤和顏色光澤和顏色 硬度大小對(duì)比硬度大小對(duì)比 黃銅片（合金）黃銅片（合金）銅鋅銅鋅 銅片（純銅）銅片（純銅）銅銅 焊錫（合金）焊錫（合金）鉛錫鉛錫 錫（純錫）錫（純錫）錫錫 通過以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可得出什么通過以上對(duì)比實(shí)

13、驗(yàn)，可得出什么 結(jié)論？（從顏色，硬度方面）？結(jié)論？（從顏色，硬度方面）？ 黃銅片銅片黃銅片銅片 錫錫 焊錫焊錫 黃色黃色 紫紅色紫紅色 銀白色銀白色 銀白色銀白色 合金和純金屬性質(zhì)的對(duì)比合金和純金屬性質(zhì)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 金屬材料金屬材料主要成分主要成分熔化速度對(duì)比熔化速度對(duì)比 鉛（純鉛）鉛（純鉛）鉛鉛 錫（純錫）錫（純錫）錫錫 焊錫（合金）焊錫（合金）鉛錫鉛錫 通過以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可得出什么結(jié)論通過以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可得出什么結(jié)論？ 慢慢 中中 快快 合金和純金屬性質(zhì)的對(duì)比合金和純金屬性質(zhì)的對(duì)比 過渡：過渡：我國是世界最早冶煉和使用鐵的國 家，現(xiàn)在我國鋼鐵年總產(chǎn)量連續(xù)十四年保 持世界第一，并且

14、遙遙領(lǐng)先于其他國家。 下面我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)冶鐵的知識(shí)。 磁鐵礦（主要成分磁鐵礦（主要成分FeFe3 3O O4 4） 赤鐵礦（主要成分赤鐵礦（主要成分FeFe2 2O O3 3） 菱鐵礦（主要成分菱鐵礦（主要成分FeCOFeCO3 3） 鐵礦石鐵礦石 常見的鐵礦石常見的鐵礦石 黃鐵礦（主要成分黃鐵礦（主要成分FeSFeS2 2) ) 三、三、金屬礦物及其冶煉 鐵礦石是怎樣煉成鐵的呢？讓我們通過實(shí)驗(yàn)來研究鐵礦石是怎樣煉成鐵的呢？讓我們通過實(shí)驗(yàn)來研究 鐵冶煉的化學(xué)原理。鐵冶煉的化學(xué)原理。 一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng) 活動(dòng)天地活動(dòng)天地 實(shí)驗(yàn)的原理實(shí)驗(yàn)的原理 實(shí)驗(yàn)的步驟實(shí)驗(yàn)的步驟 實(shí)

15、驗(yàn)的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)注意那些問題？（先加熱還是先通氣？實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)注意那些問題？（先加熱還是先通氣？實(shí)驗(yàn) 完畢是先停止加熱嗎？）完畢是先停止加熱嗎？） 實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)嗎？（一氧化碳有毒，實(shí)驗(yàn)完畢的實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)嗎？（一氧化碳有毒，實(shí)驗(yàn)完畢的 尾氣怎么處理？）尾氣怎么處理？） 一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)操作： 1.1.按上圖組裝儀器，并檢查氣密性按上圖組裝儀器，并檢查氣密性 2.2.把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻管中，輕輕轉(zhuǎn)把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻管中，輕輕轉(zhuǎn) 動(dòng)動(dòng) ，使氧化鐵粉末均勻地附在玻璃管內(nèi)壁上，使氧化鐵粉末均勻地附在玻璃管內(nèi)

16、壁上 FeFe2 2O O3 3 + 3 + 3COCO = 2Fe + 3CO = 2Fe + 3CO2 2 高溫高溫 3.3.把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通先通入一氧化碳?xì)馊胍谎趸細(xì)?體排氣；待排盡后，體排氣；待排盡后，點(diǎn)燃點(diǎn)燃出氣口處的酒精燈及酒精噴出氣口處的酒精燈及酒精噴 燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化 4.4.當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，先停止加熱先停止加熱，再通再通 一會(huì)兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻一會(huì)兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻. . 將產(chǎn)生的氣體通入到澄清石灰水中，澄清石灰水變將產(chǎn)生的氣體通入到澄

17、清石灰水中，澄清石灰水變 渾濁，則生成二氧化碳：渾濁，則生成二氧化碳：COCO2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O O ；紅；紅 色粉末變黑色，用磁鐵檢驗(yàn)，證明黑色粉末為鐵。色粉末變黑色，用磁鐵檢驗(yàn)，證明黑色粉末為鐵。（若（若 是一氧化碳還原四氧化三鐵，將黑色粉末加入鹽酸中，是一氧化碳還原四氧化三鐵，將黑色粉末加入鹽酸中， 有氣體生成，證明有鐵。四氧化三鐵也有磁性，不能用有氣體生成，證明有鐵。四氧化三鐵也有磁性，不能用 磁鐵吸引的方法檢驗(yàn)。）磁鐵吸引的方法檢驗(yàn)。） 紅色（紅色（氧化鐵氧化鐵）粉末逐漸變成黑色，同時(shí)）粉末逐漸變成黑色，同時(shí) 澄清的石灰

18、水逐漸變渾濁。澄清的石灰水逐漸變渾濁。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 問題討論：?jiǎn)栴}討論： 1.1.如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？ 把尾氣燒掉，防止污染空氣把尾氣燒掉，防止污染空氣 2.2.裝置中右邊的酒精燈起什么作用？裝置中右邊的酒精燈起什么作用？ 3.3.石灰水的作用有哪些？石灰水的作用有哪些？ 澄清石灰水用來檢驗(yàn)生成物二氧化碳，并吸收二澄清石灰水用來檢驗(yàn)生成物二氧化碳，并吸收二 氧化碳便于處理尾氣氧化碳便于處理尾氣 1.1.一氧化碳還原氧化鐵是在封閉的硬質(zhì)玻管中進(jìn)行一氧化碳還原氧化鐵是在封閉的硬質(zhì)玻管中進(jìn)行 的，的，先通一氧化碳先通一氧化碳，可以，可以把管內(nèi)的空氣排

19、出把管內(nèi)的空氣排出，防止一氧防止一氧 化碳與空氣混合受熱爆炸化碳與空氣混合受熱爆炸. . 2. 2.實(shí)驗(yàn)完畢實(shí)驗(yàn)完畢先停止加熱先停止加熱，還要，還要繼續(xù)通入一氧化碳直繼續(xù)通入一氧化碳直 到玻璃管冷卻為止到玻璃管冷卻為止。因?yàn)槿绻韧Ｖ雇ㄒ谎趸?，管?nèi)。因?yàn)槿绻韧Ｖ雇ㄒ谎趸?，管?nèi) 會(huì)因?yàn)槿鄙贇怏w而變成真空，這樣澄清石灰水中的液體會(huì)因?yàn)槿鄙贇怏w而變成真空，這樣澄清石灰水中的液體 （含水）就會(huì)倒吸入管內(nèi)，冷水遇到熱的玻璃管會(huì)引起（含水）就會(huì)倒吸入管內(nèi)，冷水遇到熱的玻璃管會(huì)引起 玻璃管炸裂。玻璃管炸裂。 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)改進(jìn)： 可將上述裝置除尾氣的部分，改成用氣球或方便袋收可將

20、上述裝置除尾氣的部分，改成用氣球或方便袋收 集，這樣收集得到的未燃一氧化碳?xì)怏w可重復(fù)利用集，這樣收集得到的未燃一氧化碳?xì)怏w可重復(fù)利用 把尾氣燒掉，防把尾氣燒掉，防 止污染空氣止污染空氣 FeFe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO + 3CO = 2Fe + 3CO2 2 高溫高溫 失去氧失去氧 得到氧得到氧 是氧化劑是氧化劑是還原劑是還原劑 化學(xué)上把氧化物中氧被奪去的反應(yīng)叫做化學(xué)上把氧化物中氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。還原反應(yīng)。 具有氧化性具有氧化性具有還原性具有還原性 發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng) 一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)命脈、國土防衛(wèi)是離不開鋼鐵的。一個(gè)國家的

21、經(jīng)濟(jì)命脈、國土防衛(wèi)是離不開鋼鐵的。 地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，只有地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，只有 極少數(shù)如金、銀這些不活潑金屬以單質(zhì)的形式存在極少數(shù)如金、銀這些不活潑金屬以單質(zhì)的形式存在 其它金屬在自然界是以化合物的形式存在。其它金屬在自然界是以化合物的形式存在。學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng) 金金 銀銀 赤鐵礦赤鐵礦 主要成分主要成分 Fe2O3 黃鐵礦黃鐵礦 主要成分主要成分 FeS2 菱鐵礦菱鐵礦 主要成分主要成分 FeCO3 鋁土礦鋁土礦 主要成分主要成分Al2O3 黃銅礦黃銅礦 主要成分主要成分 CuFeS2 輝銅礦輝銅礦 主要成分主要成分Cu2S 元素名稱元素名稱質(zhì)量

22、分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)% 鋁鋁7.73鎂鎂2.00 鐵鐵4.75鋅鋅0.008 鈣鈣3.45銅銅0.007 鈉鈉2. 74銀銀0.00001 鉀鉀2.47金金0.0000005 地殼中含量最多的金屬是地殼中含量最多的金屬是AlAl！金屬元素在地殼中含量：金屬元素在地殼中含量： 令人佩服的是：中國老百姓在商代就能制令人佩服的是：中國老百姓在商代就能制 造出青銅器、春秋戰(zhàn)國時(shí)期就能冶煉鋼鐵。造出青銅器、春秋戰(zhàn)國時(shí)期就能冶煉鋼鐵。 問題是，他們?cè)鯓訌倪@些化合問題是，他們?cè)鯓訌倪@些化合 物中把需要的金屬物中把需要的金屬“拿拿”出來？出來？ 思考：如何把上述鐵礦石中的鐵思考：如何

23、把上述鐵礦石中的鐵“拿拿”出來出來? 以赤鐵礦以赤鐵礦 （主要成分：（主要成分：Fe2O3 ）為例，來學(xué)習(xí)研究鐵的冶煉。）為例，來學(xué)習(xí)研究鐵的冶煉。 根據(jù)根據(jù)Fe2O3 的組成的組成“拿拿”出鐵有兩種方法。出鐵有兩種方法。 方案一：加熱使方案一：加熱使Fe2O3 發(fā)生分解反應(yīng)。發(fā)生分解反應(yīng)。學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng) 方案二：尋找一種物質(zhì)使其主動(dòng)奪取方案二：尋找一種物質(zhì)使其主動(dòng)奪取Fe2O3 中的中的“O” 分析：分析： 方案一：要使方案一：要使Fe2O3 分解，分解， 需需 ， 要使要使Fe2O3 分解成功，還必須在非分解成功，還必須在非 進(jìn)行進(jìn)行 如此，成本太高。如此，成本太高。 方案二：比較切實(shí)可

24、行。但選用什么樣的物質(zhì)才能使方案二：比較切實(shí)可行。但選用什么樣的物質(zhì)才能使 Fe2O3 失去失去“O”呢？呢？ 結(jié)論：結(jié)論： 等都符合條件。但考慮到經(jīng)濟(jì)效等都符合條件。但考慮到經(jīng)濟(jì)效 益等原因，一般選用益等原因，一般選用 或或 . 較高溫度且鐵在高溫下易與空氣中的氧氣反應(yīng)較高溫度且鐵在高溫下易與空氣中的氧氣反應(yīng) 空氣中空氣中 C CO H2 、C 、CO 思考：赤鐵礦（思考：赤鐵礦（Fe2O3 ）、磁鐵礦（）、磁鐵礦（Fe3O4 ）、）、 菱鐵礦（菱鐵礦（FeCO3）、黃鐵礦（）、黃鐵礦（FeS2）中，都含鐵。）中，都含鐵。 煉鐵時(shí)選用那種礦石好呢？煉鐵時(shí)選用那種礦石好呢？ 分析：分析：Fe2

25、O3 中含鐵中含鐵 ； Fe3O4 中含鐵中含鐵 ； FeCO3 中含鐵中含鐵 ；FeS2 中含鐵中含鐵 。 結(jié)論：用結(jié)論：用 或或 。 冶煉原理：冶煉原理： . 70%72.41% 48.27%46.67% 赤鐵礦赤鐵礦 磁鐵礦都行磁鐵礦都行 Fe2O3 + 3CO 高溫 高溫 2Fe + 3CO2 實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：在硬質(zhì)玻璃管中，放入少量的氧化鐵粉在硬質(zhì)玻璃管中，放入少量的氧化鐵粉 末，末， 先通入一氧化碳，排出裝置內(nèi)的空氣后，加熱先通入一氧化碳，排出裝置內(nèi)的空氣后，加熱 氧化鐵，當(dāng)紅色粉末變黑時(shí)停止加熱。玻璃管氧化鐵，當(dāng)紅色粉末變黑時(shí)停止加熱。玻璃管 內(nèi)物質(zhì)冷卻后，停止通入一氧化碳，

26、觀察。內(nèi)物質(zhì)冷卻后，停止通入一氧化碳，觀察。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。 Fe2O3 + 3CO 高溫 高溫 2Fe + 3CO2 紅色粉末變黑色粉末；澄清石灰水變渾濁紅色粉末變黑色粉末；澄清石灰水變渾濁 160 256 800t x 有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算 例題例題. 用用1000t含氧化鐵含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉的赤鐵礦石，理論上可以煉 出含鐵出含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？ Fe2O3 + 3CO 高溫 高溫 2Fe + 3CO2 = 160 256 800t x X=560t 可煉含鐵可煉含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為：的生鐵的質(zhì)量

27、為：560t96%=583t 答：答：-。 分析：化學(xué)方程式表示的是純物質(zhì)之間的數(shù)量比，故計(jì)分析：化學(xué)方程式表示的是純物質(zhì)之間的數(shù)量比，故計(jì) 算時(shí)須先進(jìn)行換算。算時(shí)須先進(jìn)行換算。 純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量 = 不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量 純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 解解1： 設(shè)設(shè)800t氧化鐵可煉出生鐵的質(zhì)量為氧化鐵可煉出生鐵的質(zhì)量為X 含氧化鐵的質(zhì)量為：含氧化鐵的質(zhì)量為： 1000t80% =800t 160 256 1000t80% 96%x = 解解2：設(shè)可煉含鐵：設(shè)可煉含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為x 160 256 Fe2O3 + 3CO 高溫 高溫 2Fe + 3C

28、O2 1000t80% 96%x X=583t 答：答：-。 【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】 1.下列有關(guān)鐵的敘述中，正確的是（下列有關(guān)鐵的敘述中，正確的是（ ） A. 鐵在氧氣中燃燒生成黑色的氧化鐵鐵在氧氣中燃燒生成黑色的氧化鐵學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng) B. 鐵是地殼中含量最多的金屬元素鐵是地殼中含量最多的金屬元素 C. 鐵在自然界中主要以化合物形式存在鐵在自然界中主要以化合物形式存在 D. 常用水沖洗鐵器表面，可以防止生銹常用水沖洗鐵器表面，可以防止生銹 2.下列鐵礦石的主要成分表達(dá)錯(cuò)誤的是（下列鐵礦石的主要成分表達(dá)錯(cuò)誤的是（ ） A. 赤鐵礦（赤鐵礦（FeO） B.鋁土礦（鋁土礦（Al2O3） C. 菱鐵

29、礦（菱鐵礦（FeCO3） D. 黃鐵礦（黃鐵礦（FeS2） 3.高爐煉鐵主要是通過反應(yīng)高爐煉鐵主要是通過反應(yīng)Fe2O3 + 3CO 高溫 高溫 2Fe + 3CO2 進(jìn)行的其中被還原的物質(zhì)是（進(jìn)行的其中被還原的物質(zhì)是（ ） A CO B Fe2O3 C Fe D CO2 C A B 80%x 365t (1-7%) 4.若赤鐵礦中若赤鐵礦中Fe2O3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，多少噸這，多少噸這 樣的赤鐵礦可煉出含碳等其它雜質(zhì)為樣的赤鐵礦可煉出含碳等其它雜質(zhì)為7%的生鐵的生鐵 365噸？噸？ 解：設(shè)需含解：設(shè)需含F(xiàn)e2O3 為為80%的赤鐵礦的質(zhì)量為的赤鐵礦的質(zhì)量為X 160 256 F

30、e2O3 + 3CO 高溫 高溫 2Fe + 3CO2 160 256 = 80%x 365t (1-7%) x = 600t 答：答：-。 生鐵生鐵鋼鋼 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% 2% 4.3%4.3%0.03% 0.03% 2%2% 含較多的碳、硫、磷、含較多的碳、硫、磷、 硅等元素硅等元素 含碳、硫、磷、硅等元含碳、硫、磷、硅等元 素較少素較少 硬而脆、可鑄不可硬而脆、可鑄不可 煅煅 硬而韌、良好的延展性硬而韌、良好的延展性 和彈性?？设T又可煅和彈性?？设T又可煅 燒菜用的鐵鍋、暖氣燒菜用的鐵鍋、暖氣 片、機(jī)床的底座等片、機(jī)床的底座等 制造機(jī)械、交通工具和制造機(jī)械、交通工具和 武器武器 生鐵和鋼生鐵和鋼 煉鐵和煉鋼煉鐵和煉鋼 冶冶 煉煉 鋼鋼 生鐵生鐵 鐵合金鐵合金 在高溫條件下，用還原劑一在高溫條件下，用還原劑一 氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原 出來。出來。 例：例： FeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2 高溫高溫 原料原料 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣鐵礦