第2节 金属矿物 铁的冶炼
一、金属矿物
1.地壳中金属元素含量最高的是__
__，其次是__
__。
2.自然界中金属元素中少数不活泼的金属元素以__
__形式(例：Pt、Au、Ag等)存在。
3.大多数以__
__的形式存在，金属化合物以__
__的形式存在。
4.常见的铁的矿物：__
__、黄铁矿、菱铁矿。铜的矿物：黄铜矿、__
__、赤铜矿等。
二、铁的冶炼
1.实验室模拟炼铁
(1)炼铁的原理：__
__。
(2)实验注意事项：
①先通入一氧化碳气体，目的是__
__；
②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，一是__
__，二是还可__
__；
③尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要__
__，以防止直接排放污染空气。
2.工业炼铁
(1)设备：__
__；
(2)原料：__
__、__
__、__
__、__
__；
(3)反应原理：__
__；
(4)用化学方程式表示，高炉中如何产生一氧化碳：__
__，
__
__。
(5)产品：__
__。
·知识点一：铁的冶炼
1.下列有关金属的说法，正确的是(
)
A．多数金属以单质的形式存在
B．在地壳中含量最高的金属元素是铁
C．常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿
D．人类每年从自然界中提取量最大的金属是铝
2.(2021·苏州高新区质检)如图是炼铁高炉示意图，下列说法错误的是(
)
A．焦炭的作用是提供热量、产生还原剂CO
B．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣
C．出铁口位置低于出渣口的原因是生铁密度大于炉渣
D．产生的废气无需处理，因为它不会污染空气
3.(2021·龙岩质检)高炉炼铁是把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。通过高炉炼得的铁为生铁。根据上述材料回答：
(1)写出高炉炼铁过程中发生反应的主要化学方程式：__
__。
(2)生铁和钢都是铁的__
__。
·知识点二：含杂质物质的化学方程式的计算
4.(2020·凉山州中考)某钢铁厂每天需消耗5
000
t含三氧化二铁76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是__
__
__
__。
5.“绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应加倍关注。从环保的角度思考，下列物质最不适宜炼铁的是(
)
A．赤铁矿(Fe2O3)
B．磁铁矿(Fe3O4)
C．黄铁矿(FeS2)
D．菱铁矿(
FeCO3)
6.(2020·怀化中考)高炉炼铁的主反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。下列有关说法正确的是(
)
A．该反应既是氧化还原反应又是置换反应
B．CO由焦炭和焦炭燃烧所得的CO2反应产生
C．所得产物为生铁，含碳量比钢低
D．高炉尾气对环境无影响，可直接排放
7.(2020·苏州中考)利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是(
)
A．实验时应先点燃酒精灯后通CO
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
8.(2021·泉州质检)用如图装置(夹持装置已略去)和药品进行模拟炼铁实验，测得甲中硬质玻璃管(含药品)在反应前和完全反应后的质量分别为m1和m2。下列有关分析错误的是(
)
A．装置乙中澄清石灰水会变浑浊
B．硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
C．停止加热需继续通CO直至冷却
D．制得铁的质量为(m1－m2)
9.(2021·龙岩质检)如图是实验室研究铁冶炼的化学原理。请回答有关问题：
(1)有如下实验操作：
①通CO排尽装置中的空气并开始尾气处理，②加热，③检查装置的气密性，④停止加热，继续通CO冷却至室温，正确的操作顺序是(填序号)__
__。
(2)实验过程装置A、B部分观察到的现象是__
__。
(3)若将B装置改成C(方框内装置)，则C还起到的作用是__
__。
(4)写出上述实验过程发生反应的化学方程式：__
__。
10.改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。若该厂日产含铁1.4×104
t的生铁，至少需要含Fe2O3
80%的赤铁矿的质量是多少？(要求写出计算过程)
解：设需要含Fe2O3
80%的赤铁矿的质量是x；
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160
112
80%x
1.4×104
t
＝
x＝2.5×104
t
答：需要含Fe2O3
80%的赤铁矿的质量是2.5×104
t。
PAGE第2节 金属矿物 铁的冶炼
一、金属矿物
1.地壳中金属元素含量最高的是__铝__，其次是__铁__。
2.自然界中金属元素中少数不活泼的金属元素以__单质__形式(例：Pt、Au、Ag等)存在。
3.大多数以__化合物__的形式存在，金属化合物以__矿物__的形式存在。
4.常见的铁的矿物：__赤铁矿__、黄铁矿、菱铁矿。铜的矿物：黄铜矿、__孔雀石__、赤铜矿等。
二、铁的冶炼
1.实验室模拟炼铁
(1)炼铁的原理：__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。
(2)实验注意事项：
①先通入一氧化碳气体，目的是__排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸__；
②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，一是__防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁__，二是还可__防止澄清石灰水倒吸__；
③尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要__收集或点燃__，以防止直接排放污染空气。
2.工业炼铁
(1)设备：__高炉__；
(2)原料：__铁矿石__、__焦炭__、__石灰石__、__空气__；
(3)反应原理：__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__；
(4)用化学方程式表示，高炉中如何产生一氧化碳：__C＋O2CO2__，
__C＋CO22CO__。
(5)产品：__生铁__。
·知识点一：铁的冶炼
1.下列有关金属的说法，正确的是(C)
A．多数金属以单质的形式存在
B．在地壳中含量最高的金属元素是铁
C．常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿
D．人类每年从自然界中提取量最大的金属是铝
2.(2021·苏州高新区质检)如图是炼铁高炉示意图，下列说法错误的是(D)
A．焦炭的作用是提供热量、产生还原剂CO
B．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣
C．出铁口位置低于出渣口的原因是生铁密度大于炉渣
D．产生的废气无需处理，因为它不会污染空气
3.(2021·龙岩质检)高炉炼铁是把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。通过高炉炼得的铁为生铁。根据上述材料回答：
(1)写出高炉炼铁过程中发生反应的主要化学方程式：__C＋O2CO2、CO2＋C2CO、Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。
(2)生铁和钢都是铁的__合金__。
·知识点二：含杂质物质的化学方程式的计算
4.(2020·凉山州中考)某钢铁厂每天需消耗5
000
t含三氧化二铁76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是__2__714.3__t__。
5.“绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应加倍关注。从环保的角度思考，下列物质最不适宜炼铁的是(C)
A．赤铁矿(Fe2O3)
B．磁铁矿(Fe3O4)
C．黄铁矿(FeS2)
D．菱铁矿(
FeCO3)
6.(2020·怀化中考)高炉炼铁的主反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。下列有关说法正确的是(B)
A．该反应既是氧化还原反应又是置换反应
B．CO由焦炭和焦炭燃烧所得的CO2反应产生
C．所得产物为生铁，含碳量比钢低
D．高炉尾气对环境无影响，可直接排放
7.(2020·苏州中考)利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是(C)
A．实验时应先点燃酒精灯后通CO
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
8.(2021·泉州质检)用如图装置(夹持装置已略去)和药品进行模拟炼铁实验，测得甲中硬质玻璃管(含药品)在反应前和完全反应后的质量分别为m1和m2。下列有关分析错误的是(D)
A．装置乙中澄清石灰水会变浑浊
B．硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
C．停止加热需继续通CO直至冷却
D．制得铁的质量为(m1－m2)
9.(2021·龙岩质检)如图是实验室研究铁冶炼的化学原理。请回答有关问题：
(1)有如下实验操作：
①通CO排尽装置中的空气并开始尾气处理，②加热，③检查装置的气密性，④停止加热，继续通CO冷却至室温，正确的操作顺序是(填序号)__③①②④__。
(2)实验过程装置A、B部分观察到的现象是__红色粉末逐渐变黑色，澄清石灰水变浑浊__。
(3)若将B装置改成C(方框内装置)，则C还起到的作用是__收集没有参加反应的CO__。
(4)写出上述实验过程发生反应的化学方程式：__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2、Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
10.改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。若该厂日产含铁1.4×104
t的生铁，至少需要含Fe2O3
80%的赤铁矿的质量是多少？(要求写出计算过程)
解：设需要含Fe2O3
80%的赤铁矿的质量是x；
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160
112
80%x
1.4×104
t
＝
x＝2.5×104
t
答：需要含Fe2O3
80%的赤铁矿的质量是2.5×104
t。
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