九年级化学铁的性质、生铁和钢知识精讲 人教四年制版

九年级化学铁的性质、生铁和钢知识精讲

一. 本周教学内容：

第二册 第一章 金属§1铁的性质、§2生铁和钢

二. 重点、难点：

1. 铁的物理性质、化学性质。

2. 生铁和钢的成份、异同及冶炼原理。

三. 知识要点： 1. 铁的性质 （1）物理性质

纯铁具有银白色金属光泽，质软，有良好的延性和展性，是电和热的导体，密度是7.8g/cm 3

，熔点1535℃、沸点2750℃。

（2）化学性质

铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下可以跟多种非金属单质及某些化合物发生化学反应。

Fe 2O 3

Fe 3O 4FeCl 2

FeSO 4

FeO

＋O ＋CO ／Ｃ＋H 2SO 4＋HCl

＋CO ／Ｃ

CO ／Ｃ＋CuSO

4

发生的现象

结论

铁与非金属单质（氧气）的反应 （1）常温下，干燥的空气中，铁器表面

无变化。

（1）常温下干燥的空气中铁较稳定。

（2）常温下，潮湿空气中，铁表面出现红棕色物质。（2）常温下铁在潮湿空气中与氧气反应而生锈。

（3）细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，

生成黑色固体，放出大量的热。（3）3Fe＋2O2点燃

Fe3O4

铁与

化合物的反应酸

稀HCl 铁钉上出现气泡，试管中液体的颜色由无

色逐渐变为浅绿色。

Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑稀H2SO4Fe＋H2SO4（稀）＝FeSO4＋H2↑盐

CuSO4

溶液

铁上出现红色物质，溶液颜色变淡。Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu

2. 钢铁的生锈和防锈

铁生锈，实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，发生的一系列复杂的化学反应。铁锈的成分很复杂，主要是氧化铁。铁锈很疏松，易吸水。

钢铁的防锈原理就是使钢铁制品与氧气或水隔绝。除了保持钢铁制品表面的洁净和干燥外，常用的方法是刷油漆、涂油、电镀、烤蓝、加入其他的金属制成不锈钢等。

3. 生铁和钢

合金是由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。生铁和钢都是铁的合金。

铁合金生铁钢

碳的质量分数2%～4.3% 0.03%～2%

其他元素硅、锰、硫、磷（少量）硅、锰（少量）、磷、硫（几乎不含）

机械性能硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、塑性好机械加工可铸、不可锻可铸、可锻、可压延（2）炼铁和炼钢的比较

生铁冶炼炼钢

原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、废钢

原理

Fe2O3＋3CO 高温

2Fe＋3CO2

用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的

碳

主要设备高炉转炉、电炉、平炉

产品生铁钢

【典型例题】

[例1] 下列物质属于纯净物的是（）

A. 钢

B. 赤铁矿

C. 生铁

D. 氧化铁

解析：纯净物是由一种物质组成的。钢和生铁都是铁碳合金，它们因含碳量不同而不同，含碳量在0.03%～2%之间的铁合金是钢。含碳量在2%～4.3%之间的铁合金是生铁。赤铁矿是由氧化铁和二氧化硅等其他矿物质组成的，因此，它也是混合物。而氧化铁只是由一种叫三氧化二铁的氧化物组成，它属于纯净物。

答案：D。

[例2] 下列关于铁的性质叙述正确的是（）

A. 铁和盐酸反应生成氯化铁和氢气

B. 在干燥空气中，铁很难生锈

C. 铁生锈以后，铁锈对铁起保护作用

D. 在潮湿空气中铁易生锈，因为铁和水反应生成氧化铁

解析：铁与盐酸反应生成的是氯化亚铁和氢气。铁生锈，实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应。铁锈的成分很复杂，主要是氧化铁。铁锈很疏松，易吸水。铁在干燥的空气中很难生锈，在潮湿的空气中铁易生锈。生成的铁锈不能起保护作用，反而更易腐蚀铁制品。

答案：B 。

[例3] 下列说法正确的是（ ）

A. 铁可以拉成铁丝，是由于它有延展性

B. 纯铁的颜色是灰黑色的

C. 纯铁和生铁的硬度都比钢大

D. 铁丝经过镀锌处理后，不再与酸反应

解析：此题考查的是铁、钢的物理性质，所以解题关键是对铁及钢的物理性质有清楚的了解。铁具有延性和展性，所以铁可拉成铁丝、压成铁片。纯铁是银白色的。纯铁是质地较软的金属，所以纯铁比钢硬度小；铁的含碳量越大，硬度越小，所以生铁比钢硬度小。在铁的表面镀锌，是为了防止铁生锈。镀上锌以后仍能与酸反应。

答案：A 。

[例4]要使Fe 2O 3和Fe 3O 4含有相同质量的铁元素，则Fe 2O 3和Fe 3O 4的质量比是（ ）

A. 3:2

B. 1:1

C. 30:29

D. 29:30

解析：解法一、设Fe 2O 3的质量为x ，Fe 3O 4的质量为y ，依题意有

232

56

3160562⨯⨯

=⨯⨯

y x 解得x ：y=30:29 解法二、若使Fe 2O 3和Fe 3O 4中含有相同质量的铁元素，则必含有相同数目的铁原子，进而Fe 2O 3和Fe 3O 4的“分子”个数比为3:2，所以有如下关系

29

30

232216032343324332=

⨯⨯==O Fe O Fe O Fe O Fe 质量质量 答案：C 。

[例5] 将过量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，滤出剩余的铁和生成的铜，则此时滤液中的溶质为（ ）

A.FeSO 4

B.CuSO 4

C.FeSO 4和CuSO 4

D.H 2SO 4

解析：把铁放入混合溶液后，会发生Fe ＋H 2SO 4（稀）＝FeSO 4＋H 2↑和Fe ＋CuSO 4＝FeSO 4＋Cu 两个反应，铁有剩余，则H 2SO 4和CuSO 4不会剩余，因此滤液中的溶质就是FeSO 4。

答案：A 。

[例6] 将铁片分别投入下列溶液中，溶液质量会减少的是（ ） A. 稀盐酸 B. 稀硫酸 C. 硫酸铜 D. 食盐水

解析：本题主要是考查对物质之间的相互反应和对相对原子质量概念的掌握程度。首先要看金属铁与溶液中溶质发生反应的类型，其次还要分析金属和溶液中与其反应组分的相对原子质量。

本题中，铁可以同稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜发生置换反应，而与食盐水中的NaCl 不反应，在溶液中水的质量不改变的前提条件下，溶液质量改变的原因是由于所加物质与溶液中溶质起反应，使溶质的成分发生改变，产生新金属或产生气体引起的。如果只考虑反应有气体放出或有金属析出，溶质的质量减少，导致溶液的质量减少，是片面的分析判断，必然要得出错误的结论。正确的方法是根据反应时，进入溶液的物质的质量与被置换后生成物质的质量的差值，即溶液的净增量或净减量来分析。