主讲：黄冈中学化学高级教师 舒宝生
一、知识概述
1、了解常见的金属矿物；
2、理解铁的冶炼原理；
3、掌握含杂质问题的计算方法。
二、重难点知识剖析
（一）常见的金属矿物
铁、铝、铜是三种活泼金属，在自然界中以化合态的形式存在于矿石中。含有这三种金属的主要矿石品种如下：
（1）磁铁矿
主要成分是Fe3O4，颜为黑，有时晶体带浅蓝，具有金属光泽或无光泽，不透明。
（2）赤铁矿
主要成分是Fe2O3，颜暗红，含铁量越高的颜就越深，甚至接近黑，但是它的条痕仍然是红。
（3）褐铁矿
主要成分为含水氧化铁（Fe2O3·xH2O），随所含杂质的不同，矿石的颜呈黄褐、褐或黑褐。
分子动力学模拟 （4）菱铁矿
主要成分为FeCO3，有黄白、浅褐或深褐，条痕是白或浅黄。
（5）铜矿石
孔雀石[主要成分为Cu2(OH)2CO3]、赤铜矿（主要成分为Cu2O）。
（6）铝矿石
水铝石（主要成分为Al2O3·H2O）。
（二）铁的冶炼原理
实验内容：一氧化碳还原氧化铁。
（1）实验装置
（2）操作步骤
①检查装置的气密性；
②将适量的氧化铁放入玻璃管内；
③通入一氧化碳，并点燃酒精灯；
⑤当红棕粉末变为黑时，停止加热；
⑥待试管内的物质冷却后停止通入一氧化碳，熄灭酒精灯。
（3）现象
红棕粉末变为黑，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝火焰。
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
说明：①先通入一氧化碳，以排净试管内原有的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后发生爆炸。
②通入一氧化碳的同时点燃处理尾气的酒精灯，以免有毒的一氧化碳散发到空气中带来污染。
③实验完毕后继续通入一氧化碳至试管冷却，使生成的铁粉在一氧化碳的氛围中冷却，防止高温下的铁粉与空气接触又被氧化，故先熄灭喷灯，再熄灭酒精灯。
④如果没有喷灯，可以使用酒精灯，只要在火焰上加一个金属网罩即可。
（三）铁的冶炼
（1）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。
（2）原理：把铁矿石与焦炭、石灰石一起加入高炉里，从下方通入热风，高炉里发生复杂的反应，其中焦炭在炉内反应生成一氧化碳，一氧化碳与铁的氧化物在高温条件下反应生成铁，石灰石则与矿石中的杂质（主要是二氧化硅）反应生成炉渣。有关的反应方程式：
C＋O2
CO2；
C＋CO2
2CO；
3CO＋Fe2O3
2Fe＋3CO2；
CaCO3
CaO＋CO2↑；
CaO＋SiO2
CaSiO3。
乳胶手套生产线>荔枝叶瘿蚊 （3）设备：高炉。
（4）产品：生铁。
（四）含杂质问题的计算方法
化学方程式计算是根据参加反应的反应物与生成物（均为纯净物）的质量比来进行的，计算出的质量也是纯净物的质量。但在实际生产中，原料与产品都不可能是纯净物，因而掌握有关含杂质的反应物或生成物的计算，是初中化学学习必须掌握的基本技能。下面以炼铁的有关计算为例说明。
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基本计算公式：
。
不纯物质中纯物质的质量分数，又称为纯度。
注意：化学方程式所表达的都是纯净物发生化学反应时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是纯净物之间的质量关系。
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同步测试
一、选择题
1、工人常用2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe反应生成的液态的铁焊接钢轨缝隙。反应中
Fe2O3（ ）
A．被氧化 B．被还原
C．是氧化剂 D．是还原剂
2、在评定铁矿石的品位和质量时，除看这种铁矿石里的含铁量外，还要看它的脉石（SiO2）成分和有害杂质（硫、磷）含量的多少，下列铁矿石不宜作为炼铁矿石的是（ ）
A．赤铁矿（Fe2O3） B．磁铁矿（Fe3O4）
C．黄铁矿（FeS2） D．菱铁矿（FeCO3）
3、生铁和稀盐酸充分反应后，会留有残渣，残渣的主要成份是（B ）
A.铁
B.碳
C.氧化亚铁
D.三氯化铁
4、在下列反应中，铁的氧化物做氧化剂的是（A ）
A．2Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑
B．3Fe+2O2
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2Fe3O4
C．Fe2O3＋6HCl=3H2O+2FeCl3
D．2Fe(OH)3
Fe2O3＋3H2O
5、赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿的主要成分分别是三氧化二铁、四氧化三铁和碳酸亚铁。这些成分各一吨，含铁最多的是（B ）
A．三氧化二铁 B．四氧化三铁
C．碳酸亚铁 D．一样多
6、组成硫酸亚铁的各元素，化合价最低和最高的分别是
（B ）
A．铁和氧 B．氧和硫
C．铁和硫 D．氧和铁
7、下列各说法正确的是（C ）
A．在铁板表面镀上一层锌称为白铁，白铁是铁锌合金
B．铁是地壳中含量最多的金属元素
C．高炉炼出来的是生铁，不是钢
D．从高炉排出的废气，可以直接放到空气中
8、由图所示的实验不能得出的结论是（ ）
A．一氧化碳具有可燃性
B．高温下一氧化碳能夺取某些金属氧化物中的氧成为二氧化碳
昆明闪电C．二氧化碳的密度大于空气的密度
D．金属氧化物在一定的条件下可以转化为金属单质
9、高炉炼铁的主要反应是Fe2O3+3CO
Fe+3CO2，据此下列说法正确的是（B ）
A．反应中Fe2O3被氧化
B．反应中碳元素的化合价由+2变为+4
C．反应中铁元素的化合价由+2变为0
D．该反应属于置换反应
10、下图是高炉炼铁示意图。下列说法错误的是（ ）
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