九年級化學(xué)下冊《第五章 金屬與礦物》教學(xué)設(shè)計(jì)第二節(jié)

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其次節(jié)鐵的冶煉合金

一．生鐵的冶煉

1．煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣

鐵礦石：主要有赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、菱鐵礦FeCO3、黃鐵礦FeS2

焦炭：主要作用是提供熱量和產(chǎn)生還原劑CO；

石灰石：主要作用是造渣，除去鐵礦石中SiO2等雜質(zhì)。

2．煉鐵的設(shè)備：高爐

3．煉鐵的原理：在高溫條件下，利用還原劑一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。

4．煉鐵的過程及反應(yīng)（以赤鐵礦為例）：

（1）焦炭燃燒產(chǎn)生熱量并生成還原劑

C+O2點(diǎn)燃===CO2；CO2+C高溫===2CO

（2）氧化鐵被CO還原成鐵

Fe2O3+3CO高溫===2Fe+3CO2

（3）SiO2與CaCO3分解產(chǎn)生的CaO反應(yīng)生成硅酸鈣

CaCO3高溫===CaO+CO2；CaO+SiO2==CaSiO3；爐渣主要成分

5．煉鐵產(chǎn)物：生鐵

6．金屬冶煉的方法：

（1）還原法：把金屬礦物與焦炭、氫氣、一氧化碳等還原性物質(zhì)一起加熱反應(yīng)。

如：利用赤銅礦（Cu2O）提取銅Cu2O+C高溫===2Cu+CO；古代濕法煉銅：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

（2）電解法：活潑金屬很難從其礦石中還原出來，需要用電解法。

如：電解熔融氧化鋁制鋁：2Al2O3通電===4Al+3O2，電解熔融氯化鈉制鈉：2NaCl通電===2Na+Cl2

（3）分解法：有些金屬的氧化物受熱簡單分解，可以用簡單加熱的方法得到。

如：氧化汞制水銀:2HgO高溫===2Hg+O2

二．一氧化碳還原氧化鐵試驗(yàn)

1．反應(yīng)方程式：Fe2O3+3CO高溫===2Fe+3CO2

2．試驗(yàn)現(xiàn)象：紅棕色的粉末變?yōu)楹谏勰?，澄清石灰水變渾濁?/p>

3．試驗(yàn)步驟：

反應(yīng)前，先通一段時(shí)間一氧化碳，然后再加熱。目的是為了盡可能的排盡試管中的空氣，防止造成爆炸。

反應(yīng)后，先撤走酒精燈，等固體冷卻后再中止通一氧化碳。目的是為了使固體冷卻，防止石灰水倒吸。

4．尾氣處理：由于一氧化碳有毒，在關(guān)于該氣體的試驗(yàn)都需要注意尾氣的處理，點(diǎn)燃或收集。

5．氧化劑、還原劑；氧化性、還原性；氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)

氧化劑具有氧化性，在反應(yīng)過程中失去氧，本身被還原，發(fā)生還原反應(yīng)；

還原劑具有還原性，在反應(yīng)過程中得到氧，本身被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。

如：

在該反應(yīng)中，F(xiàn)e2O3是氧化劑，CO是還原劑。