九年级化学上册5.2铁的冶炼合金知识梳理沪教版

第二节铁的冶炼合金

知识梳理

一、铁的冶炼

1.工业冶铁的主要设备是_________。把_________、_________、_________一起加入高炉，从_________通入热风，_________在炉内与O2反应生成_________，_________和氧化铁在高温下反应生成_________，尾气中主要含有________、________、________。炼铁原理方程式为_________。

答案:高炉铁矿石焦炭石灰石通风口焦炭CO CO Fe N2CO2CO 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

2.用焦炭或_________、_________等，可以把金属_________、_________、_________、_________、_________等，从它们的矿石中提取出来；而金属铝一般采用电解方法得到，反应方程式为_________。还可以从含Cu2+的溶液中用铁等提取铜，方程式为___________________________，叫湿法炼铜。

答案:CO H2锰锌铁镍铅2Al2O34Al＋3O2↑ Cu2+＋Fe====Fe2+＋Cu

二、生铁和钢

生铁的含碳量为_________，还含有较多的_________、_________、_________、_________等；把生铁进一步冶炼，除去过多的_________、_________、_________、_________等，可以得到钢。

答案:2%—4.3% 硅磷硫碳碳硅磷硫

三、合金

_________叫合金。合金具有许多良好的_________、________或________。硬度一般比各成分金属_________，熔点一般比各成分金属低。

答案:由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质物理的化学的机械性能大

疑难突破

金属冶炼有哪些方法？

剖析：金属冶炼方法很多，在金属活动顺序表中，位于前面的金属，如：K、Ca、Na、Mg、Al等较为活泼，常采用电解法获得金属；中间的如：Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等一般采用CO、H2或焦炭反应；Hg和Ag 等可采用直接加热金属氧化物的方法获得。

问题探究

问题:小亮在实验室用一小块生铁与稀盐酸反应，发现反应后的液体中有少量黑色不溶物，这种黑色不溶物是什么？

探究：设计方案：将黑色固体灼烧。

解释与结论：(1)生铁中含碳。

(2)碳与稀盐酸不能反应，铁与稀盐酸能反应。

生铁与盐酸反应，产生氢气，剩余黑色固体碳，即黑色不溶物；用澄清石灰水实验可以证明灼烧后生成的气体为二氧化碳。

典题精讲

例我国最早人工冶炼铁的制品是甘肃灵台出土的秦国铜柄钢剑，这说明在春秋战国时期我国已经掌握了冶炼铁的技术。经过分析测试该钢剑属于铁的合金，铁的合金有生铁和钢，钢是含碳量在_________之间的铁合金，钢的含碳量越高，钢的硬度越_________（填“大”或“小”）。钢剑由于年代久远，表面出现一层铁锈，铁锈的主要成分是_________（填化学式），铁锈是由于铁跟__________（填化学式或名称均可）发生反应而生成的。

思路解析

钢和生铁都属于铁合金，铁合金含碳量越高，硬度越大；钢铁由于与空气中的氧气和水反应而生锈；表面的铁锈的主要成分是氧化铁。

答案:0.03%—2% 大Fe2O3氧气和水

知识导学

加入石灰石的目的是除去矿石中难以熔化的脉石，加入焦炭的目的是提供产生一氧化碳气体的原材料。

实验室中采用把尾气中的CO气体燃烧除去的方法。

工业生产上，则可以回收作为燃料，否则会造成很大浪费。

湿法炼铜在古代就已使用，其实质是金属单质间的置换反应。

生铁和钢本质都是铁合金，区别主要是含碳量，含碳量越高，硬而脆，机械性能差，炼钢的主要目的是降低生铁中的含碳量，提高合金韧性和可加工性。

合金与各成分金属相比，有很多良好的性能。

疑难导析

金属冶炼的方法主要依据金属的活泼性的不同进行划分。

在金属活动顺序表中，把金属分为前面的金属、中间的金属、后面的金属三种。因为这些金属的活泼性不同，采用的方法有差异，可以分别讨论。

问题导思

探究一小块生铁与稀盐酸反应，反应后的液体中的少量黑色不溶物，可以将黑色固体灼烧，如果黑色固体中含有碳，就会有二氧化碳气体生成，要想进一步确定这种气体，可以用澄清石灰水来检验，澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，从而证明黑色固体中含有碳，生铁的主要成分是铁，主要杂质是碳。

典题导考

绿色通道

钢铁生锈的关键是与空气中的氧气和水反应，生成铁的氧化物；钢铁的硬度随含碳量的增大而增大。把生铁炼成钢，主要目的就是降低生铁的含碳量；钢铁生锈的速度与含碳量有关，含碳量越高，腐蚀越快。典题变式

下列说法正确的是（）

A.铁的合金的韧性和硬度主要由其碳元素的质量分数决定

B.把生铁炼成钢就是把生铁中的杂质全部除去，使其变为纯铁

C.在地壳中铁元素含量在所有元素中占第二位

D.金属铁、铝、铜均具有银白色的金属光泽

答案:A