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九年级化学下册《第五章 金属与矿物》教学设计(第二节)

小编: :admin

第五章 《金属与矿物》教案与学案
第二节 铁的冶炼 合金

一.生铁的冶炼
1.炼铁的原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气
铁矿石:主要有赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2
焦炭:主要作用是提供热量和产生还原剂CO;
石灰石:主要作用是造渣,除去铁矿石中SiO2等杂质。
2.炼铁的设备:高炉
3.炼铁的原理:在高温条件下,利用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。
4.炼铁的过程及反应(以赤铁矿为例):
(1)焦炭燃烧产生热量并生成还原剂
C+O2点燃===CO2;CO2+C高温===2CO
(2)氧化铁被CO还原成铁
Fe2O3+3CO高温===2Fe+3CO2
(3)SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙
CaCO3高温===CaO+CO2↑;CaO+SiO2==CaSiO3 ;炉渣主要成分
5.炼铁产物:生铁
6.金属冶炼的方法:
(1)还原法:把金属矿物与焦炭、氢气、一氧化碳等还原性物质一起加热反应。
如:利用赤铜矿(Cu2O)提取铜Cu2O+C高温===2Cu+CO;古代湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
(2)电解法:活泼金属很难从其矿石中还原出来,需要用电解法。
如:电解熔融氧化铝制铝:2Al2O3通电===4Al+3O2↑,电解熔融氯化钠制钠:2NaCl通电===2Na+Cl2↑
(3)分解法:有些金属的氧化物受热容易分解,可以用简单加热的方法得到。
如:氧化汞制水银:2HgO高温===2Hg+O2↑
二.一氧化碳还原氧化铁实验
1.反应方程式:Fe2O3+3CO高温===2Fe+3CO2
2.实验现象:红棕色的粉末变为黑色粉末,澄清石灰水变浑浊。
3.实验步骤:
反应前,先通一段时间一氧化碳,然后再加热。目的是为了尽可能的排尽试管中的空气,防止造成爆炸。
反应后,先撤走酒精灯,等固体冷却后再停止通一氧化碳。目的是为了使固体冷却,防止石灰水倒吸。
4.尾气处理:由于一氧化碳有毒,在关于该气体的实验都需要注意尾气的处理,点燃或收集。
5.氧化剂、还原剂;氧化性、还原性;氧化反应、还原反应
氧化剂具有氧化性,在反应过程中失去氧,本身被还原,发生还原反应;
还原剂具有还原性,在反应过程中得到氧,本身被氧化,发生氧化反应。
如:
 

在该反应中,Fe2O3是氧化剂,CO是还原剂。

三.铁的两种重要的合金——生铁和钢
1.合金:由一种金属和其他金属(或者非金属)熔合形成的具有金属特性的物质。

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