金属矿物 铁的冶炼
一．选择题
1．下列矿石中，其主要成分不属于氧化物的是（ ）
A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．菱铁矿 D．铝土矿
2．炼铁的原料是（ ）
A、铁矿石、一氧化碳、空气
B、铁矿石、烟煤、生石灰
C、铁矿石、焦炭、空气
D、铁矿石、焦炭、石灰石、空气
3．下列说法中，正确的是（ ）
A．地壳中含量最多的金属元素是铁
B．赤铁矿、磁铁矿是重要的金属资源
C．铝比铁活泼，所以铁比铝耐腐蚀
D．纯铜的熔点小于铜锌合金
4．下列变化过程不属于金属冶炼的是（ ）
A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧
C．金属氧化物与焦炭在高温下反应
D．高温下CO还原CuO
5．下列关于工业炼铁的叙述中错误的是（ ）
A．主要原理为：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
B．主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等
C．主要设备为高炉
D．主要产物为生铁
6．炼铁高炉中发生了下列反应：①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁；②高温煅烧石灰石； ③灼热的焦炭和二氧化碳反应；④焦炭充分燃烧；其中属于化合反应的是（ ）
A．①和④ B．②和③ C．③和④ D．只有④
7．在化学变化中，如果在反应前后某元素化合价升高了，则含此元素的反应物叫做还原剂；如果在反应前后某元素化合价降低了，则含此元素的反应物叫做氧化剂。已知点燃铝热剂(铝粉和氧化铁粉末的混合物)，反应时能释放出大量的热量生成熔融状态的铁可用来修补铁轨。其反应的化学方程式如下：Fe2O3＋2Al＝Al2O3＋2Fe 。则此反应中，属于氧化剂的是 （ ）
A．Fe2O3 B．Al C．Al2O3 D．Fe
8．工业炼铁的主要原料中，正确的一组是（ ）
①铁矿石 ②焦炭 ③一氧化碳 ④石灰石⑤空气．
①②⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④
9．甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图．下列叙述中正确的是（ ）
A．炼铁的主要原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B．乙图炼铁中原料焦炭的作用是只提供热量
C．甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯
D．两图中得到的铁是完全相同的
10．下列关于炼铁过程的说法中正确的是（ ）
A．炼铁的过程是含铁的化合物在高温下分解而得到铁
B．炼铁过程是由碳和含铁的化合物发生置换反应得到铁
C．在高温条件下用一氧化碳从铁的氧化物中还原得到铁
D．高炉炼铁时，主要原料是铁矿石和一氧化碳
填空题
11．现有 ① 磁铁矿（主要成分：Fe3O4 )② 黄铁矿（主要成分FeS2 ) ③ 赤铁矿（主要成分Fe2O3），请你从多角度分析三种矿石中哪种不适合用来炼铁，（填写序号） ；
原因： 。
12．（1）用CO与赤铁矿石炼铁的实验步骤： ；
①加热 ②通CO ③熄灭酒精灯 ④停止通CO
（2）尾气要处理的原因： ；
（3）如果将CO改为H2还要进行尾气处理吗？
13．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验，请回答：
（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为 ；图中还原氧化铁的化学方程式为： ；
（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是 。
14．工业上常用赤铁矿石、焦炭等为原料进行髙炉炼铁，请回答：
（1）高炉炼铁的反应原理用化学方程式表示为 ：该反应中 具有还原性．
（2）应将尾气处理达标后排放，目的是 。
三、计算题
15．1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
参考答案
1、C 解析：赤铁矿主要成分为氧化铁，是氧化物，故A错误；磁铁矿主要成分为四氧化三铁，是氧化物，故B错误；菱铁矿主要成分为碳酸亚铁，不属于氧化物，故C正确；铝土矿主要成分为氧化铝，为氧化物，故D错误。21世纪教育网版权所有
2、D 解析：炼铁的原料为铁矿石、焦炭、石灰石、空气，故D正确。
3、B 解析：A．地壳中含量最多的金属元素是铝，故错误；
B．赤铁矿、磁铁矿是重要的金属资源，故正确；
C．铝比铁活泼，但铝因常温下能与氧气反应生成致密氧化铝膜，所以铝有良好的抗腐蚀性能故错误；
D．合金的熔点一般比纯金属的低，故错误。
B 解析：A.电解氧化铝生成氧气和铝，故不合要求；B.铁在氧气中生成四氧化三铁，不符合金属冶炼的原理，故合要求；C.焦炭具有还原性，可以在高温条件下，把金属从金属氧化物中还原出来，故不合要求；D.高温下CO夺走CuO中的O，生成Cu，故不合要求；
故选B
5、A 解析：A．主要原理为：利用一氧化碳的还原性还原出铁矿石中的铁，故说法错误；B．主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等，故说法正确；C．主要设备为高炉，故说法正确；D．主要产物为生铁，故说法正确。21教育网
6、C 解析：①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁，生成物为两种，不属于化合反应；②高温煅烧石灰石，反应物为一种，生成物为两种，属于分解反应；③灼热的焦炭和二氧化碳反应，反应物为两种，生成物为一种，为化合反应；④焦炭充分燃烧，反应物为两种，生成物为一种，为化合反应；故选C。21cnjy.com
7、A 解析：反应前后元素化合价降低，则含此元素的反应物叫做氧化剂，在反应Fe2O3＋2Al＝Al2O3＋2Fe中，铁元素反应前为+3价，反应后为0价，氧元素反应前－2价，反应后仍为－2价，铝元素反应前为0价，反应后为+3价，铁的化合价降低，氧化铁为氧化剂；故选A。21·cn·jy·com
8、B 解析：炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气，故选B。
9、A 解析：A．炼铁的主要原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故正确；
B．乙图炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和提供一氧化碳，故错误；
C．甲图中实验开始时应先点燃处理尾气的酒精灯，然后通一氧化碳，再点燃加热氧化铁的酒精喷灯，故错误；
D．高炉中得到的是生铁，而一氧化碳与氧化铁反应得到的是纯铁，故错误。
10、C 解析：A．炼铁的过程是用一氧化碳在高温条件将铁从其氧化物中还原出来，故错误；
B．炼铁过程是由一氧化碳和含铁的化合物发生还原反应得到铁，故错误；
C．在高温条件下用一氧化碳从铁的氧化物中还原得到铁，故正确；
D．高炉炼铁时，主要原料是铁矿石和焦炭，故错误。
11、②；含铁量不高且会产生二氧化硫污染空气
12、（1）②①③④；（2）CO有剧毒会污染空气；（3）不需要，因为H2无毒
13、（1）赤铁矿；3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（2）通气、加热
14、（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；一氧化碳
（2）防止有毒的一氧化碳污染空气
15、解：氧化铁的质量：1000t×80% =800t
设：理论上可炼出铁的质量为x
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 2×56
800 x
x=560t
含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t
答：1000t可炼出生铁为583t。
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教学目标
了解一些常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要成分。
了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；
知道工业炼铁的原理、设备及原料。
掌握一氧化碳还原氧化铁实验的装置及注意事项
过程与方法：
通过对工业上铁的冶炼原理的探讨与研究，培养学生运用知识于实际生活的能力；
提高学生分析和解决实际问题的能力及创新思维能力。
认识金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
情感态度与价值观：
通过对钢铁、青铜等合金知识的介绍，培养学生的爱国主义情感；
通过对冶铁原理的分析，培养学生安全操作意识和良好的环保意识。
教学重点
1、“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。
2、含杂质物质的化学方程式的计算；
教学难点
铁的冶炼原理；
工业炼铁的化学原理、设备及原料
教学过程
复习提问：
应用最广泛的金属是什么？（铁）
地壳中元素含量由高到低的顺序是__________________（前5位），其中位于金属元素第二位的是______。（O、Si、Al、Fe、Ca；Fe）21·cn·jy·com
引入：
播放铁的应用视频
铁及铁的合金在生活中有广泛的应用，那么大家知道铁是怎么来的吗？在自然界能找到这种金属吗？他们是以什么形式存在的？今天，我们就一起来学习一下。21世纪教育网版权所有
讲解新课：
一、常见的金属矿物
指导学生阅读课本P123，了解常见金属矿物。
总结：
1、自然界中除极少数化学性质较不活泼的金属，如铂、金、银等有单质存在外，其实大多数以化合物存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，含有矿物的岩石称为矿石。
化合物。
常见的金属矿物：铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿和赤铜矿等；铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等；铁的矿物主要有：赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿等。
二、铁的冶炼
铁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，仅次于铝。用金属矿石可以冶炼金属，使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。www.21-cn-jy.com
实验：一氧化碳与氧化铁反应
介绍装置图
实验步骤：（1）连接仪器；
（2）检查装置的气密性；
（3）装入药品并固定装置；
（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；
（5）给氧化铁加热；
（6）停止加热；
（7）等玻璃管冷却至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯；
讨论：1、澄清石灰水的作用是什么？（检验生成的二氧化碳）
2、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？（因为CO有毒会污染环境
；点燃或收集）
3、实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？（排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸）
4、实验结束后,为什么要先停止加热继续通CO直至试管内物质冷却？（防止热的铁再次被氧化以及防止石灰水倒吸）21教育网
5、如何验证实验中产生了铁？（用磁铁吸引或加入稀酸）
实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
相关反应方程式：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2（该反应为炼铁的反应原理）
思考：该反应是置换反应吗？（不是，反应物中没有单质）
观看视频：工业炼铁
工业炼铁的主要设备是：高炉
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
讨论：你知道各原料的用途吗？
铁矿石：提供铁元素
焦炭：a.提供热源、维持炉温；b.提供CO
石灰石：形成炉渣
拓展视野（观看视频）：金属铝的冶炼
小结：通过本节课的学习你有哪些收获？
1.常见的金属矿物
2.铁的冶炼
设备：高炉
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
原理：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
巩固练习：
1.菱铁矿的主要成分是FeCO3，下列有关说法正确的是（ D ）
A．菱铁矿是铁的合金
B．菱铁矿中铁元素的质量分数为48.3%
C．FeCO3中铁的化合价为+3
D．FeCO3是含有氧元素的化合物
2.下列说法中，正确的是（ B ）
A．地壳中含量最多的金属元素是铁
B．赤铁矿、磁铁矿是重要的金属资源
C．铝比铁活泼，所以铁比铝耐腐蚀
D．纯铜的熔点小于铜锌合金
3.把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是（ B ）
A．钢 B．生铁 C．纯铁 D．锰钢
4.下列关于工业炼铁的叙述中错误的是（ A ）
A．主要原理为：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
B．主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等
C．主要设备为高炉
D．主要产物为生铁
5.科学兴趣小组用以下装置探究炼铁的原理．
（1）为避免将CO排放到空气中，并回收利用CO，方框中连接的是C和D装置，导管接口的连接顺序应为a→ d→b→e ．（用箭头和接口字母表示）21cnjy.com
（2）玻璃管A中发生反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ．
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沪教版 九年级上册
第5章 认识化学变化
第2节 金属矿物 铁的冶炼
铁及铁的合金在生活中有广泛的应用，那么大家知道铁是怎么来的吗？
导入新课
金属在自然界中以什么形式存在？
金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，含有矿物的岩石称为矿石。
一、常见的金属矿物
讲授新课
极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在，其余大多数以化合物存在。
铁的矿物
赤铁矿: Fe2O3
黄铁矿: FeS2
菱铁矿: FeCO3
讲授新课
磁铁矿: Fe3O4
黄铜矿：CuFeS2
辉铜矿：Cu2S
孔雀石：Cu2(OH)2CO3
铜的矿物
讲授新课
铝的矿物
铝土矿: 主要成分 Al2O3
讲授新课
明矾石: 主要成分KAl(SO4)2 12H2O
用金属矿石可以冶炼金属。
使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
讲授新课
Fe2O3
Fe
二.铁的冶炼
讲授新课
观看实验
实 验 步 骤
讲授新课
（1）连接仪器；
（2）检查装置的气密性；
（3）装入药品并固定装置；
（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；
（5）给氧化铁加热；
（6）停止加热；
（7）等玻璃管冷却至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯；
实验装置
(CO)
(Fe2O3)
尾气处理
(红棕色粉末)
蓝色火焰
酒精喷灯
澄清石灰水
讲授新课
1、澄清石灰水的作用是什么？
2、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？
3、实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？
4、实验结束后,为什么要先停止加热继续通CO直至试管内物质冷却？
5、如何验证实验中产生了铁？
点燃或收集
检验生成的二氧化碳
因为CO有毒会污染环境
排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸
防止热的铁再次被氧化以及防止石灰水倒吸
用磁铁吸引或加入稀酸
交流讨论
红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
实 验 现 象：
讲授新课
相 关 化 学 方 程 式
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
点燃
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
2 CO + O2 2 CO2
工业炼铁反应原理
讲授新课
该反应是置换反应吗？
反应物中没单质
讲授新课
生铁的冶炼
工业炼铁的主要设备
讲授新课
高炉中焦炭的作用是什么？
a.提供热源、维持炉温
b.提供CO
交流讨论
石灰石的作用是：
高炉中的原料是什么？
铁矿石、焦炭、石灰石
使矿石中的杂质（如二氧化硅）转变成炉渣而除去
4CO+Fe3O4===3Fe+4CO2
高炉中的主要反应
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2（吸热）
C+CO2===2CO （吸热）
C+O2===CO2 （放热）
高温
高温
点燃
注意：工业上炼得的不是纯铁（生铁）而是混合物。
高温
讲授新课
金属铝的冶炼
拓展视野
课堂小结
通过学习你有哪些收获？
1.常见的金属矿物
2.铁的冶炼
设备：高炉
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
原理：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2
高温
1.菱铁矿的主要成分是FeCO3，下列有关说法正确的是（ ）
A．菱铁矿是铁的合金
B．菱铁矿中铁元素的质量分数为48.3%
C．FeCO3中铁的化合价为+3
D．FeCO3是含有氧元素的化合物
D
巩固练习
B
2、下列说法中，正确的是（ ）
A．地壳中含量最多的金属元素是铁
B．赤铁矿、磁铁矿是重要的金属资源
C．铝比铁活泼，所以铁比铝耐腐蚀
D．纯铜的熔点小于铜锌合金
追综练习
3、把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是（ ）
A．钢 B．生铁 C．纯铁 D．锰钢
B
追综练习
4.下列关于工业炼铁的叙述中错误的是（ ）
A．主要原理为：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
B．主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等
C．主要设备为高炉
D．主要产物为生铁
A
追综练习
5.科学兴趣小组用以下装置探究炼铁的原理．
（1）为避免将CO排放到空气中，并回收利用CO，方框中连接的是C和D装置，导管接口的连接顺序应为a→ ．（用箭头和接口字母表示）
（2）玻璃管A中发生反应的化学方程式为
_____________________________
d→b→e
追综练习
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2
高温
