初中化学炼铁的原理

第一节 常见的金属材料
三、炼铁的原理
常见的几种铁矿石的成分
赤铁矿 主要成分 Fe2O3 70%
磁铁矿 主要成分 Fe3O4 72%
菱铁矿 主要成分 FeCOHale Waihona Puke Baidu 48%
黄铁矿 主要成分 FeS2 56%
主要成分中的含铁量
如何从铁矿石中得到铁呢?
以赤铁矿(主要成分Fe2O3)为例。
Fe2O3
高温
CO
4. 某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如图 所示： (1）若先给氧化铁热，再 氧化铁 通入一氧化碳，可能 CO 产生的后果是爆 炸， 原因是一氧化碳中混 有空气不纯净，加热 A B C 时可能会发生爆炸。 (2) 写出A中发生反应的化 学方程式 高温 Fe2O3＋3CO 2Fe+3CO2 （3）装置B中产生的现象可判断反应是否开始发 生，则B中的试剂是（填名称）澄清石灰水 （4）装置C的作用是防止一氧化碳气体污染空气。 (5) 装置C收集气体的方法叫做排水集气法。
4. 某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如 图所示： (1）若先给氧化铁热， 氧化铁 再通入一氧化碳，可 CO 能产生的后果是—— 原因是______ (2) 写出A中发生反应的 A B C 化学方程式______ （3）装置B中产生的现象可判断反应是否开始发 生，则B中的试剂是（填名称）__________ （4）装置C的作用是_____ (5) 装置C收集气体的方法叫做____________。
在线测试：
1.常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是_______ ),赤铁 矿(主要成分是__________ ). 2. 工业炼铁的主要原料有_________、_________、 __________，炼铁发生反应的主要化学方程式为 ___________________________。 3.为适应火车提速，沪宁线上原有的短轨全部接为超 长轨。在焊接过程中，工程技术人员点燃铝热剂 （铝粉和氧化铁的混合物）能释放大量的能量，生成 熔融状态的铁可用来连接铁轨，反应的化学方程式 高温 如下： Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe ，其中的还原剂 为（ ） A. Fe2O3 B. Al C. Al2O3 D. Fe
在线测试：
1.常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4),赤铁 矿(主要成分是Fe2O3 ). 2. 工业炼铁的主要原料有 铁矿石、 焦碳、 石灰石，炼铁发生反应的主要化学方程式为 高温 Fe2O3＋3CO 2Fe+3CO2。 3.为适应火车提速，沪宁线上原有的短轨全部接为超 长轨。在焊接过程中，工程技术人员点燃铝热剂 （铝粉和氧化铁的混合物）能释放大量地能量，生成 熔融状态的铁可用来连接铁轨，反应的化学方程式 高温 如下： Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe ，其中的还原剂 为（ B ） A. Fe2O3 B. Al C. Al2O3 D. Fe
3Fe+4CO2
Fe3O4失氧，作氧化剂。
判断下列反应中的还原剂。
加热
A.
H2+ CuO
高温
Cu+H2O
Al2O3+2Fe
B. Fe2O3+2Al
氧化铁
一氧化碳
石灰水
A
B
实验现象：
红色固体变成黑色； 澄清石灰水变浑浊。
注意： 1、实验中要先通入一段时间的CO，再加热Fe2O3。 防止加热时试管内有空气可能会爆炸。 2、实验结束后要等玻璃管中的物质冷却后，再停止通入CO。 防止生成的铁再被空气中的氧气氧化。 3、在实验过程中要及时点燃一氧化碳，使之燃烧。 由于一氧化碳有毒性散失到空气中会造成空气污 染，故使之燃烧转化成无毒的二氧化碳。
学以致用 炼铁厂利用100吨含Fe2O380%的赤铁矿，可以炼出 多少吨纯铁？ 可以炼出多少吨含铁96%的生铁？ 解：可以炼出纯铁的质量为X
3CO + Fe2O3==== 2Fe + 3CO2
160 100吨×80% =80吨
160 112
高温
112 X
80吨 X X=56吨
=
学以致用
炼铁厂利用100吨含Fe2O380%的赤铁矿，可以炼出多少吨 纯铁？ 可以炼出多少吨含铁96%的生铁？
解：可以炼出纯铁的质量为X
3CO + Fe2O3==== 2Fe + 3CO2
160 100吨×80% =80吨 160 = 112 112
高温
X
80吨 X
X=56吨
生铁的质量：56吨÷96%=58.3吨
工业炼铁
1.原料:
铁矿石 焦炭
石灰石
高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
2.原理:
3.设备: 高炉
炼铁高炉示意图
高炉内发生的化学反应
3co+Fe2
点燃
o = 2Fe+3co2
高温
3
c+co2 = 2co（制还原剂） c+o２ = co2（供热、CO ） ＣaCo3 = CaO+co2 （
高温
2
高温
CaO+SiO2=ＣaSi
高温
o3
造 渣 ）
处理方法：回收再利用
1、在高炉炼铁中,将铁从铁的氧化物中还原 出来的还原剂是：（ Ｃ） Ａ、焦炭 Ｂ、二氧化碳 Ｃ、一氧化碳 D、石灰石
2、在3co+Fe2
Ａ、Fe2
发生还原反应的物质是：（Ａ ）
o
高温 3 = 2Fe+3
co2
反应中，
o
3
Ｂ、
co
Ｃ、Fe
Ｄ、co2
3、①生铁②赤铁矿③石灰石④无烟煤⑤焦炭， 炼铁时从高炉进料口投放的原料是以上物质中 的：（ ） C Ａ、① ③ ⑤ Ｂ、 ② ③ ④ Ｃ、② ③ ⑤ Ｄ、 ① ④ ⑤
Fe
在高温下，用还原剂（主要 是CO)从铁矿石中还原出铁。
还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应。 夺取氧的物质叫做还原剂。 得氧被氧化，发生氧化反应，作还原剂 高温
Fe2O3+ 3CO
2Fe + 3CO2
失氧被还原，发生还原反应，作氧化剂 我是还原剂！
CO得氧，作还原剂。
4CO+ Fe3O4
高温