第1節(jié)金屬礦物及鐵的冶煉第2課時(shí)鐵的冶煉拓展及相關(guān)計(jì)算一、知識目標(biāo)1.知道工業(yè)煉鐵的原理、設(shè)備及原料，了解高爐煉鐵和實(shí)驗(yàn)室煉鐵的區(qū)別，掌握煉鐵和煉鋼的比較。2.知道金屬的其他冶煉方法，如濕法冶金、電解法、熱還原法。3.掌握含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算，能運(yùn)用化學(xué)方程式和化學(xué)式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識與微觀探析：從宏觀上認(rèn)識鐵的冶煉過程、產(chǎn)物及金屬的其他冶煉方法；從微觀角度理解化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化和質(zhì)量關(guān)系。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過對煉鐵、煉鋼及金屬冶煉方法的學(xué)習(xí)，建立化學(xué)變化的模型；依據(jù)化學(xué)方程式和化學(xué)式進(jìn)行含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算，培養(yǎng)證據(jù)推理能力。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：認(rèn)識到金屬資源的綜合利用和環(huán)境保護(hù)的重要性，培養(yǎng)合理利用資源、保護(hù)環(huán)境的意識。一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.工業(yè)煉鐵的原理、設(shè)備及原料；含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算。二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算；理解煉鐵和煉鋼的原理及區(qū)別。金屬的冶煉拓展（1）金屬的氧化：_________________________________的過程。（2）金屬氧化物的還原：________________________________________的過程。（3）鈉、鎂、鋁等金屬很難從其礦物中提取出來，需要用________的方法。如：________________。含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算一般做法如下：第一步，將含雜質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量轉(zhuǎn)化成純凈物的質(zhì)量；純物質(zhì)的質(zhì)量＝________________________第二步，依據(jù)化學(xué)方程式，根據(jù)已知純物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算未知純物質(zhì)的質(zhì)量；第三步，將純物質(zhì)轉(zhuǎn)化成雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量=________________________常見的金屬礦物（一）新課導(dǎo)入問題思考：1.上節(jié)課我們學(xué)習(xí)過的煉鐵的原理是什么？請寫出其化學(xué)方程式。2.在工業(yè)煉鐵的過程中，得到的產(chǎn)物是純鐵嗎？（二）鐵的冶煉拓展問題思考：1.請結(jié)合教材和之前所學(xué)知識，思考高爐煉鐵和實(shí)驗(yàn)室煉鐵在產(chǎn)物、設(shè)備、對環(huán)境影響、操作難易程度等方面可能存在哪些不同？請閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，找出煉鐵和煉鋼在原料、原理、主要設(shè)備、產(chǎn)品等方面的區(qū)別。3.請閱讀教材，找出常見的其他金屬冶煉方法有哪些，并舉例說明。二、含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算問題思考1.如何將含雜質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量轉(zhuǎn)化為純凈物的質(zhì)量？純度的計(jì)算公式是什么？2.用含氧化鐵的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵的生鐵的質(zhì)量是多少噸？請思考如何用化學(xué)方程式和化學(xué)式兩種方法來解決這個(gè)問題？1．用足量的CO還原Fe2O3和CuO的混合物，充分反應(yīng)后得到固體混合物4.4g，產(chǎn)生的CO2氣體用足量的澄清石灰水完全吸收，生成了10.0g白色沉淀。下列選項(xiàng)正確的是A．生成4.4gCO2 B．5.6gCO參加反應(yīng)C．固體混合物中氧元素的質(zhì)量為2.4g D．Fe2O3和CuO的總質(zhì)量為8.0g2．在CO和CO2的混合氣體中，含氧元素64%，將混合氣體5g，先通入灼熱的氧化鐵，再通入足量的石灰水中，可得白色沉淀物A．2.8g B．15g C．3g D．5g3．某興趣小組將3.20g氧化鐵與1.00g碳粉混合均勻，放入無氧密閉裝置持續(xù)加強(qiáng)熱，裝置內(nèi)固體質(zhì)量變化情況如圖，下列說法不正確的是A．參加反應(yīng)碳粉質(zhì)量為0.72gB．反應(yīng)剩余的固體一定是混合物C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量一定為4.20gD．0～t1時(shí)間段內(nèi)，裝置內(nèi)二氧化碳質(zhì)量不斷增加4．磁鐵礦石（主要成分為）是常用的煉鐵原料，工業(yè)上可通過CO在高溫的條件下將轉(zhuǎn)化為Fe。（1）中鐵、氧的微觀粒子數(shù)目之比為；（2）假設(shè)煉鐵過程中鐵沒有損耗，用含348噸的磁鐵礦石理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？（用化學(xué)方程式計(jì)算，并寫出計(jì)算過程）一、金屬冶煉拓展1.濕法冶金，如“曾青得鐵化為銅”，化學(xué)方程式為Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。2.電解法，如冶煉鈉、鎂和鋁等，以鋁為例，化學(xué)方程式為2Al2O3==通電4Al+3O2↑。3.熱還原法，許多金屬如錳、鋅、鐵、鎳等冶煉，例如CuO+CO==△Cu+CO2。二、含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算第一步，將含雜質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量轉(zhuǎn)化成純凈物的質(zhì)量；純物質(zhì)的質(zhì)量＝含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量×純度純度=純物質(zhì)的質(zhì)量/含雜質(zhì)物質(zhì)的總質(zhì)量×100%第二步，依據(jù)化學(xué)方程式，根據(jù)已知純物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算未知純物質(zhì)的質(zhì)量；第三步，將純物質(zhì)轉(zhuǎn)化成雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量÷純度考點(diǎn)1金屬冶煉拓展1．赤鐵礦和磁鐵礦的主要成分分別是和。下列說法不正確的是A．中鐵元素的化合價(jià)為B．和都屬于氧化物C．利用和都能制得鐵D．中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比的低2．如圖為鐵的冶煉和鐵制品循環(huán)利用的示意圖，下列說法錯(cuò)誤的是A．廢舊金屬鐵循環(huán)利用可節(jié)約資源，減少環(huán)境污染B．生鐵的熔點(diǎn)比純鐵高C．生鐵是由鐵和碳等元素組成的合金D．冶鐵的主要原理是：在高溫下用還原劑從鐵礦石里把鐵還原出來3．將草酸（，沸點(diǎn)約，分解溫度約）隔絕空氣加熱，得到的混合氣體（已知草酸可分解為、，草酸鈣難溶于水）。為探究的成分，設(shè)計(jì)如下圖所示實(shí)驗(yàn)。下列說法不正確的是A．草酸中的化合價(jià)是+3B．若丙中固體變黑、丁試管內(nèi)溶液變渾濁．則中一定含C．若甲試管內(nèi)溶液變渾濁，則中一定含有D．若加熱所得混合物不經(jīng)充分冷卻，則中可能混有草酸蒸氣4．鋼鐵是使用最多的金屬材料。某化學(xué)小組利用如圖裝置模擬工業(yè)煉鐵的實(shí)驗(yàn)。（1）寫出玻璃長管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）檢驗(yàn)CO還原Fe2O3反應(yīng)的氣體生成物的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）a處尾氣被點(diǎn)燃作用是，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。（4）如果沒有酒精噴燈，可以用酒精燈加網(wǎng)罩，網(wǎng)罩作用。（5）實(shí)驗(yàn)前先通一氧化碳的作用是。5．豎爐冶鐵工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）將赤鐵礦石粉碎后加入還原反應(yīng)室的目的是。（2）還原反應(yīng)室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為和。（3）下列說法正確的是______（填字母）。A．還原反應(yīng)室中發(fā)生的反應(yīng)都是置換反應(yīng)B．該工藝流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)有高溫尾氣和C．燃燒室內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)為煉鐵提供了大量熱量D．赤鐵礦石經(jīng)過還原反應(yīng)室反應(yīng)后產(chǎn)生的高溫尾氣對環(huán)境有害（4）100t含80％的赤鐵礦石理論上可以煉出含鐵96％的生鐵質(zhì)量是多少？（寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留到0.1）考點(diǎn)2含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算6．現(xiàn)有鐵、氧化鐵、四氧化三鐵的混合物共50g，與足量的一氧化碳充分反應(yīng)后，生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到沉淀75g，則原混合物中鐵單質(zhì)的質(zhì)量可能為A．38g B．10g C．7.5g D．6.5g7．用足量的一氧化碳還原氧化銅和氧化鐵的固體混合物，充分反應(yīng)后稱得固體的質(zhì)量減少了2.4g。則原固體混合物的質(zhì)量可能為A． B． C． D．8．下列有關(guān)工業(yè)煉鐵的敘述中不正確的是A．煉鐵用的設(shè)備是高爐B．煉鐵的原料是焦炭、石灰石、鐵礦石C．煉鐵最終得到的生鐵是混合物D．煉鐵所用的鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：赤鐵礦>磁鐵礦9．現(xiàn)有Fe3O4、Al2O3和CuO的混合物mg，在高溫條件下用足量的木炭還原，得到金屬混合物6.5g，將生成的CO2氣體用足量的澄清石灰水全部吸收后，產(chǎn)生15.0g白色沉淀，則m的數(shù)值為A．20 B．10.2 C．15 D．11.310．某煉鋼廠每天需消耗5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦，該廠理論上可日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵的質(zhì)量。11．工業(yè)上常用赤鐵礦或磁鐵礦煉鐵。根據(jù)礦石的質(zhì)量可以計(jì)算煉出鐵的質(zhì)量。（1）工業(yè)煉鐵的尾氣處理方法。（2）900t含四氧化三鐵58%的磁鐵礦石，理論上能煉出含鐵90%的生鐵的質(zhì)量是多少？(根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，寫出計(jì)算過程)12．磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）是冶煉生鐵的常用原料。若測得某磁鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42％。（假設(shè)雜質(zhì)不含鐵元素）請回答下列問題：（1）四氧化三鐵中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為。（2）該礦石中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。（精確到0.1%）（3）若要得到純鐵21t，從理論上計(jì)算需要這種磁鐵礦t。（精確到0.1）13．金屬在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。（1）共享單車作為代步工具，輕便靈活又環(huán)保。如圖是一款自行車的圖片，所標(biāo)材料中，車架主要含有的金屬元素是。（2）鋁合金與純鋁相比，其硬度更（填“大”或“小”）。（3）為了驗(yàn)證Fe、Cu、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序，下列選用的藥品可行的是（填序號）。①Fe、CuSO4溶液、Ag②FeSO4溶液、Cu、Ag③FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液④FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag（4）如圖是污水處理的流程圖。請回答：①寫出固體B中一定含有的物質(zhì)：。②寫出一定反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（5）如圖是高爐煉鐵的示意圖。請回答：①焦炭的主要作用是。②B區(qū)是一氧化碳的生成區(qū)域，寫出生成一氧化碳的化學(xué)方程式：。（6）冶煉560t含雜質(zhì)4%的生鐵，理論上需要含氧化鐵80%的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少？（寫出計(jì)算過程）14．利用金屬礦產(chǎn)冶煉金屬是獲得金屬材料的主要途徑。工業(yè)上煉鐵常用的原料有赤鐵礦、焦炭（主要成分為碳）、石灰石和空氣。其主