铁的冶炼及含杂质化学方程式的计算
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高温
利用还原剂在高温下将金属从化合物中还原出来。 Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应， 失去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原
用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中 置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复 杂的原料。 Fe+CuSO =FeSO +Cu 4 4
赤铁矿(主要成分为Fe2O3)
菱铁矿主要成分是FeCO3
磁铁矿的主要成分为Fe3O4
黄铁矿的主要成分是FeS2
孔雀石
Cu2(OH)2CO3
赤铜矿
Cu2O
黄铜矿
CuFeS2
铝土矿
Al2O3
变成
(iron)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，约占地壳总质量的4.75%。我国辽 宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都 有大型铁矿。
止通CO气体 5、待冷却后取出产物，用磁铁吸引，看能否被吸起。
3CO+Fe2O3===Fe+3CO2
高温
澄清石灰水作用是什么？实验中会出现 什么现象？
实验注意那些问题？（先加热还是先通气？ 实验完毕是先停止加热吗？）
演示CO还原 Fe2O3.exe 实验
3、实验现象 （1）红色的粉末逐渐变成黑色 （2）澄清石灰水变浑浊。 （3）CO燃烧呈蓝色火焰 （4）产物能被磁铁吸引
112 (1- 4%)x
320t (1- 4%) x
X=233.3t
答：可炼出铁233.3t
例3：用400t含氧化铁80%的赤铁矿石，理 论上可以炼出含杂质4%的生铁多少吨？ 注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量 赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁 解：设理论上可炼出含铁 96%的生铁X Fe2O3 +3CO 高温 2Fe+3CO2 =====
C + O2 == CO2 2CO+O2==2CO2
点燃 点燃
点燃
（ √）
2H2+O2==2H2O 2Mg+O2== 2MgO
点燃
（×） （×）
铁冶炼的化学原理
Fe2O3→Fe 用一氧化碳与氧化铁反应，夺取氧化铁 中的氧 基本反应原理：
1 3 ＿Fe2O3 +＿CO
高温 ＿Fe+＿CO 3 2 ===== 2
或把尾气烧 掉，防止污 染空气
实验改进： 可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收 集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用
工业炼铁的主要设备、原料、原 理是什么？各原料的作用又是如何 的呢？
工业炼铁
原料：
①提供热源，维持炉温 ②提供CO
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
造渣除杂
.
工业炼铁的主要设备：
高炉
.
主要反应
Fe2O3 +3CO
=====
高温
2Fe+3CO2
.
炼 铁 高 炉 的 结 构
1、某同学改进一氧化碳还原氧化铁的实验装 置如图所示： （1）、若先给氧化铁加热，再通入一氧化碳可 能产生的后果是 发生爆炸 。 （2）写出A中发生反应的化学方程式 （3）B装置中产生的现象可判断反应 是否开始发生，B试剂是 （4）C装置的作用是
交流与讨论
有关杂质问题的计算
例1、含氧化铁320t的赤铁矿石，可炼出铁
多少吨？
解：设可炼出铁X Fe2O3 +3CO 高温 2Fe+3CO2 ===== 160 320t
160 112
==
112
X
320t
x
X=224t
答：可炼出铁224t
例1、400t含氧化铁80%的赤铁矿，可炼出
铁多少吨？
解：设可炼出铁X Fe2O3 +3CO 高温 2Fe+3CO2 =====
160 400t×80 % 112
(1-4%)X
400t×80% (1- 4%) X
160 112
==
X=233.3t
答：理论上可炼出含铁 96%的生铁233.3t
P126页
5.工业上用含氧化铁480t的赤铁矿为原料 炼铁，得到含杂质4%的生铁。据此填写下 列框图中有关物质的质量，并写出完整的 计算过程。
§ 5-2 铁的冶炼
第一课时
金属元素在自然界中的分布
地壳中金属的百分含量
一、常见金属矿物 1、分布和存在
金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？ 大部分以化合物存在，极少数金属以单质（游离态）存在
自然界中以单质存在的银
自然界中以单质存在的金
铁的几种矿石
褐铁矿（Fe2O3·nH2O)
现在以铁的冶炼为例：有赤铁矿（Fe2O3)、 磁铁矿（Fe3O4)、黄铁矿（FeS2).你会选择 以哪种矿石为原料冶炼铁，为什么？
选择赤铁矿，因为赤铁矿中铁的含量比较高， 且对环境污染小，成本比较低。所以要选择赤铁矿
Fe
赤铁矿(主要成分为Fe2O3)
Fe2O3和Fe的组成上有何不同之处
（1）、可在 一定条件下，使Fe2O3直接失 氧，转变成铁；（× ） （2）、可加入某类物质，让其与Fe2O3中 的O元素结合，主动夺取Fe2O3中的“O” √ 元素，使Fe2O3转变成金属Fe。（ ）
160 400x80% 160 400x80%
==
112 x
320t
(1- 4%) x
X=224t
答：可炼出铁224t
例1、含氧化铁320t的赤铁矿石，可炼出含
杂质4%的生铁多少吨？ 解：可炼出含杂质4%的生铁x吨
Fe2O3 +3CO
160 320t 160 112
== 高温 =====
2Fe+3CO2
1、实验中先通一段时间CO，再点燃酒精灯加热 Fe2O3的目的： 排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合， 发生爆炸。 2、实验结束时，先熄灭酒精灯，直到试管冷 却再停止通一氧化碳的原因是
（1）试管冷却，否则高温会使生成的铁又被氧化
（2）防止石灰水倒吸，使试管炸裂 3、尾气的成分中含有CO，必须加以处理，方 法有 （1）用气球收集； （2）点燃；
收集未反应的CO，防止污染空气
A
3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2
高温
。
CO Fe2O3
。
B 。 C
（5）、C装置收集气体的方法叫 排水法
。
2、炼铁的原料是（D） 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、空气铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要 “有害元素”少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是（） D A.磁铁矿（Fe3O4）72.4% B.赤铁矿（Fe2O3）70% C.菱铁矿（FeCO3）48.3% D.黄铁矿（FeS2）46.7%
实验装置
检验装 置
反 应 装 置
尾 气 装 置
课本124页的实验，实验过程中注意安全
（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。
实验步骤:
1、反应前先检查装置的气密性
2、装入药品，连接好装置 3、验纯CO气体，通CO气体一会儿,再用酒精灯加热 氧化铁。
4、反应结束，先撤氧化铁处酒精灯，稍稍冷却后停
常用于不活泼金属（Hg、Ag等）的冶炼。 Au、Pt可通过金沙淘洗获得。
在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等活泼金 属的还原性很强，因此不能用一般的方法和还原剂使 其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或 氧化物的方法来冶炼。
1、还原剂法：利用还原剂在高温下将金属 从化合物中还原出来。 把金属的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等 物质一起加热反应。（如锰、锌、铁、镍、 铅等） 2、电解法：有些金属很难从其矿物中提取 出来，需用电解的方法。（如铝等） 2Al2O3===4Al+3O2
通电
四、金属的常用冶炼方法
由于不同的金属的化学活动性不同，因此，常采用不同的 冶炼方法。热还原法、电解法、热分解法等。
氧化铁 的质量
纯铁的 质量 生铁的 质量
随堂练习
1、工业上以赤铁矿（Fe2O3）为原料冶炼铁。某 钢铁厂冶炼896Kg铁，需要含Fe2O364%的赤铁矿 多少Kg？
（ 2000 Kg ）
P136页
3.黄铜是一种重要的金属材料，是铜和锌的 合金，可以用于制造机器、电器零件及日 常用品。为了测定某黄铜样品中铜的质量 分数，取10g该黄铜样品粉末加入到稀硫 酸中，恰好完全反应，产生氢气0.1g。试 求： （1）该黄铜样品中锌的质量分数； （2）该黄铜样品中铜的质量分数。
第 二 课 时
化学方程式所表示的都是纯净物质发生 化学变化时的相互关式，各化学式所规定 的化学量反映的是纯净物间的数量关系， 但在现实生活中，绝对纯净或理想纯净的 物质的不存在的，或多或少都含有杂质。
当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质 物质的质量换算成纯物质的质量，再用纯物质的 质量进行计算。
利用还原剂在高温下将金属从化合物中还原出来。 Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应， 失去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原
用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中 置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复 杂的原料。 Fe+CuSO =FeSO +Cu 4 4
赤铁矿(主要成分为Fe2O3)
菱铁矿主要成分是FeCO3
磁铁矿的主要成分为Fe3O4
黄铁矿的主要成分是FeS2
孔雀石
Cu2(OH)2CO3
赤铜矿
Cu2O
黄铜矿
CuFeS2
铝土矿
Al2O3
变成
(iron)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，约占地壳总质量的4.75%。我国辽 宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都 有大型铁矿。
止通CO气体 5、待冷却后取出产物，用磁铁吸引，看能否被吸起。
3CO+Fe2O3===Fe+3CO2
高温
澄清石灰水作用是什么？实验中会出现 什么现象？
实验注意那些问题？（先加热还是先通气？ 实验完毕是先停止加热吗？）
演示CO还原 Fe2O3.exe 实验
3、实验现象 （1）红色的粉末逐渐变成黑色 （2）澄清石灰水变浑浊。 （3）CO燃烧呈蓝色火焰 （4）产物能被磁铁吸引
112 (1- 4%)x
320t (1- 4%) x
X=233.3t
答：可炼出铁233.3t
例3：用400t含氧化铁80%的赤铁矿石，理 论上可以炼出含杂质4%的生铁多少吨？ 注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量 赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁 解：设理论上可炼出含铁 96%的生铁X Fe2O3 +3CO 高温 2Fe+3CO2 =====
C + O2 == CO2 2CO+O2==2CO2
点燃 点燃
点燃
（ √）
2H2+O2==2H2O 2Mg+O2== 2MgO
点燃
（×） （×）
铁冶炼的化学原理
Fe2O3→Fe 用一氧化碳与氧化铁反应，夺取氧化铁 中的氧 基本反应原理：
1 3 ＿Fe2O3 +＿CO
高温 ＿Fe+＿CO 3 2 ===== 2
或把尾气烧 掉，防止污 染空气
实验改进： 可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收 集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用
工业炼铁的主要设备、原料、原 理是什么？各原料的作用又是如何 的呢？
工业炼铁
原料：
①提供热源，维持炉温 ②提供CO
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
造渣除杂
.
工业炼铁的主要设备：
高炉
.
主要反应
Fe2O3 +3CO
=====
高温
2Fe+3CO2
.
炼 铁 高 炉 的 结 构
1、某同学改进一氧化碳还原氧化铁的实验装 置如图所示： （1）、若先给氧化铁加热，再通入一氧化碳可 能产生的后果是 发生爆炸 。 （2）写出A中发生反应的化学方程式 （3）B装置中产生的现象可判断反应 是否开始发生，B试剂是 （4）C装置的作用是
交流与讨论
有关杂质问题的计算
例1、含氧化铁320t的赤铁矿石，可炼出铁
多少吨？
解：设可炼出铁X Fe2O3 +3CO 高温 2Fe+3CO2 ===== 160 320t
160 112
==
112
X
320t
x
X=224t
答：可炼出铁224t
例1、400t含氧化铁80%的赤铁矿，可炼出
铁多少吨？
解：设可炼出铁X Fe2O3 +3CO 高温 2Fe+3CO2 =====
160 400t×80 % 112
(1-4%)X
400t×80% (1- 4%) X
160 112
==
X=233.3t
答：理论上可炼出含铁 96%的生铁233.3t
P126页
5.工业上用含氧化铁480t的赤铁矿为原料 炼铁，得到含杂质4%的生铁。据此填写下 列框图中有关物质的质量，并写出完整的 计算过程。
§ 5-2 铁的冶炼
第一课时
金属元素在自然界中的分布
地壳中金属的百分含量
一、常见金属矿物 1、分布和存在
金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？ 大部分以化合物存在，极少数金属以单质（游离态）存在
自然界中以单质存在的银
自然界中以单质存在的金
铁的几种矿石
褐铁矿（Fe2O3·nH2O)
现在以铁的冶炼为例：有赤铁矿（Fe2O3)、 磁铁矿（Fe3O4)、黄铁矿（FeS2).你会选择 以哪种矿石为原料冶炼铁，为什么？
选择赤铁矿，因为赤铁矿中铁的含量比较高， 且对环境污染小，成本比较低。所以要选择赤铁矿
Fe
赤铁矿(主要成分为Fe2O3)
Fe2O3和Fe的组成上有何不同之处
（1）、可在 一定条件下，使Fe2O3直接失 氧，转变成铁；（× ） （2）、可加入某类物质，让其与Fe2O3中 的O元素结合，主动夺取Fe2O3中的“O” √ 元素，使Fe2O3转变成金属Fe。（ ）
160 400x80% 160 400x80%
==
112 x
320t
(1- 4%) x
X=224t
答：可炼出铁224t
例1、含氧化铁320t的赤铁矿石，可炼出含
杂质4%的生铁多少吨？ 解：可炼出含杂质4%的生铁x吨
Fe2O3 +3CO
160 320t 160 112
== 高温 =====
2Fe+3CO2
1、实验中先通一段时间CO，再点燃酒精灯加热 Fe2O3的目的： 排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合， 发生爆炸。 2、实验结束时，先熄灭酒精灯，直到试管冷 却再停止通一氧化碳的原因是
（1）试管冷却，否则高温会使生成的铁又被氧化
（2）防止石灰水倒吸，使试管炸裂 3、尾气的成分中含有CO，必须加以处理，方 法有 （1）用气球收集； （2）点燃；
收集未反应的CO，防止污染空气
A
3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2
高温
。
CO Fe2O3
。
B 。 C
（5）、C装置收集气体的方法叫 排水法
。
2、炼铁的原料是（D） 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、空气铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要 “有害元素”少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是（） D A.磁铁矿（Fe3O4）72.4% B.赤铁矿（Fe2O3）70% C.菱铁矿（FeCO3）48.3% D.黄铁矿（FeS2）46.7%
实验装置
检验装 置
反 应 装 置
尾 气 装 置
课本124页的实验，实验过程中注意安全
（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。
实验步骤:
1、反应前先检查装置的气密性
2、装入药品，连接好装置 3、验纯CO气体，通CO气体一会儿,再用酒精灯加热 氧化铁。
4、反应结束，先撤氧化铁处酒精灯，稍稍冷却后停
常用于不活泼金属（Hg、Ag等）的冶炼。 Au、Pt可通过金沙淘洗获得。
在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等活泼金 属的还原性很强，因此不能用一般的方法和还原剂使 其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或 氧化物的方法来冶炼。
1、还原剂法：利用还原剂在高温下将金属 从化合物中还原出来。 把金属的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等 物质一起加热反应。（如锰、锌、铁、镍、 铅等） 2、电解法：有些金属很难从其矿物中提取 出来，需用电解的方法。（如铝等） 2Al2O3===4Al+3O2
通电
四、金属的常用冶炼方法
由于不同的金属的化学活动性不同，因此，常采用不同的 冶炼方法。热还原法、电解法、热分解法等。
氧化铁 的质量
纯铁的 质量 生铁的 质量
随堂练习
1、工业上以赤铁矿（Fe2O3）为原料冶炼铁。某 钢铁厂冶炼896Kg铁，需要含Fe2O364%的赤铁矿 多少Kg？
（ 2000 Kg ）
P136页
3.黄铜是一种重要的金属材料，是铜和锌的 合金，可以用于制造机器、电器零件及日 常用品。为了测定某黄铜样品中铜的质量 分数，取10g该黄铜样品粉末加入到稀硫 酸中，恰好完全反应，产生氢气0.1g。试 求： （1）该黄铜样品中锌的质量分数； （2）该黄铜样品中铜的质量分数。
第 二 课 时
化学方程式所表示的都是纯净物质发生 化学变化时的相互关式，各化学式所规定 的化学量反映的是纯净物间的数量关系， 但在现实生活中，绝对纯净或理想纯净的 物质的不存在的，或多或少都含有杂质。
当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质 物质的质量换算成纯物质的质量，再用纯物质的 质量进行计算。