建設中金屬鐵的高鐵獲取HighspeedrailwayconstructionAcquisitionofmetalmaterials50Kg/m我國鐵路目前主要用重軌10t左右一個高鐵車廂使用的鋁合金10t左右高速列車每公里軌道鐵鋁銅鋼材生產需要考慮的因素工藝安全產品質量產量生產原料1.金屬在自然界存在的形式金可以從河沙里淘出，這說明金是以化合物形式存在還是以單質形式存在呢？為什么呢？單質，金的化學性質穩定學習任務1:挑選鐵礦石探尋金屬在自然界的存在形式活動1zzzzzzzzzzzzzz自然界單質金Auzzzzzzzzzzzzzz自然界單質銀Agzzzzzzzzzzzzzz自然界單質鉑Pt單質大多數較活潑的金屬（如鐵、鋅、鈉和鈣等）金屬化合物在自然界以礦物質形式存在礦石zzzzzzzzzzzzzz鋁土礦主要成分是Al2O3zzzzzzzzzzzzzz赤銅礦主要成分是Cu2Ozzzzzzzzzzzzzz金紅石主要成分是Cu2Ozzzzzzzzzzzzzz軟錳礦主要成分是MnO2化合物挑選鐵礦石活動2zzzzzzzzzzzzzz含鐵量70%主要成分Fe2O3赤鐵礦zzzzzzzzzzzzzz菱鐵礦含鐵量48.3%主要成分FeCO3zzzzzzzzzzzzzz含鐵量46.7%主要成分FeS2黃鐵礦zzzzzzzzzzzzzz磁鐵礦含鐵量72.4%主要成分Fe3O4礦物礦石如何變成金屬？H2Fe2O3Fe3O4化合物單質Fe還原劑失去氧元素（還原反應）CCO淳元素原創

盜版必究《天工開物》中記載凡鐵一爐載土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭”（“土”為鐵礦石）揭秘工業煉鐵走進煉鐵廠活動3zzzzzzzzzzzzzz揭秘工業煉鐵走進煉鐵廠活動3zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz工業煉鐵的原料焦炭鐵礦石石灰石空氣工業煉鐵原理高爐zzzzzzzzzzzzzz焦炭的作用生成CO，提供熱量石灰石的作用將礦石中SiO2轉化為爐渣工業煉鐵得到產品生鐵工業煉鐵設備Fe2O3+COFe+CO2高溫高爐氣體高爐氣體進風口熱空氣：N2、O2出渣口出鐵口進風口工業煉鐵上中下一氧化碳還原氧化鐵實驗實驗裝置實驗現象化學原理Fe2O3＋3CO高溫2Fe＋3CO2①紅棕色的物質變為黑色；②澄清的石灰水變渾濁；③尾氣燃燒并產生藍色火焰。一氧化碳還原氧化鐵實驗思考與交流1．實驗開始前，為什么要先通入CO氣體再加熱？2．實驗結束后前，為什么要停止加熱再停止通入CO？排盡玻璃管內的空氣，以免加熱時玻璃管內CO與空氣混合發生爆炸。防止新生成的鐵粉被氧化；防止液體倒吸，使玻璃管炸裂。思考與交流3.CO有毒，如何進行尾氣處理？尾氣中的CO要經過點燃處理或收集備用，防止污染空氣收集法燃燒法4.如何檢驗一氧化碳還原氧化鐵生成物是鐵呢？（1）用磁鐵吸引；（2）加入足量的稀鹽酸，若黑色粉末溶解，產生氣泡，溶液變為淺綠色，則黑色粉末為鐵。思考與交流原料：鐵礦石產品：生鐵在實際生產時，所用的原料或產物一般都含有雜質，在計算用料和產量時，應考慮到雜質問題。化工生產中的物料計算學習任務3：揭秘工業煉鐵含雜質計算活動4zzzzzzzzzzzzzz我幫煉鐵廠解決實際問題用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸?鐵礦石與氧化鐵，鐵與生鐵之間有什么的關系？鐵礦石Fe2O3生鐵Fe物質的純度=×100%

不純物的總質量純凈物的質量zzzzzzzzzzzzzz解：設理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為x。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫1601161000t×80％

x·96%

1601161000t×80％

x·96%=

x=583t答：理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583噸。

混合物化合物（純凈物）

單

質（純凈物）

合

金（混合物）【例題】用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸？1000t×80％=800tFe2O3＋3CO2Fe＋3CO21602×56800txx=560t解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為設：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質量為x。赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)折合為含鐵96％的生鐵的質量為：560t÷96％=583t答：1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96％的生鐵583t。高溫1602×56=800tx例：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸?解：設理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為x。1602×561000t×80％

x·96%

x=2×56×1000t×80％160×96%

=583t答：理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583噸。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫1602×561000t×80％

x·96%=某煉鋼廠日產含雜質5%的生鐵3000t，試計算：（1）該3000t生鐵中含純鐵多少噸？（2）該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石多少噸？（計算結果保留整數）x≈4790t（2）設需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石的質量為x。解：（1）生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850tFe2O3

+3CO

2Fe+3CO2160112x·85%2850t

高溫160x·85%=1122850t答：（1）該3000t生鐵中含純鐵2850t。

（2）該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石為4790t。1.某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76％的赤鐵礦石，該廠理論上可以日產Fe98％的生鐵多少t？淳元素原創

盜版必究設：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質量為x。Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO21602×56x=2714t1602×56=3900tx·98%高溫5000t×76％

x·98%2.冶煉2000t含雜質3％的生鐵，需要含Fe3O4的赤鐵礦石多少t？淳元素原創

盜版必究x≈2974t（2）設需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石的質量為x。解：（1）生鐵中含純鐵：2000t×(1－3%)=1940tFe3O4+4CO3Fe+4CO2232168x·90%1940t

高溫232x·90%=1681940t答：（1）該3000t生鐵中含純鐵1940t。

（2）該煉鋼廠每天需含Fe3O4質量分數為90%的赤鐵礦石為2974t。課堂小結當堂訓練1.[新素材]2021年3月中旬，天問一號著陸巡視器搭載著祝融號火星車成功著陸于火星烏托邦平原南部。火星土壤中含量最高的金屬元素為鐵元素，主要以氧化鐵形式存在，因此火星土壤呈現紅色。地球工業中常利用赤鐵礦(主要含有氧化鐵)來煉鐵，下列說法中正確的是() A.地球的地殼中含量最高的金屬元素也是鐵元素 B.高爐煉鐵得到的產品是純鐵 C.煉鐵過程中，氧化鐵體現出了還原性D.高爐煉鐵時加入的石灰石可將雜質二氧化硅轉化為爐渣D當堂訓練2.小明筆記中有一處錯誤,你認為是圖中的哪一處(

)A.a處 B.b處 C.c處 D.d處B當堂訓練3.利用如圖所示實驗裝置進行CO還原氧化鐵的實驗,下列說法正確的是(

)A.氧化鐵發生了氧化反應B.充分加熱,a處固體由黑色變為紅色C.b處可用澄清石灰水檢驗生成的CO2D.實驗結束時,先停止通CO,再停止加熱C當堂訓練A．該實驗不需要增加尾氣處理裝置B．該實驗應先通入一段時間的CO后再加熱C．NaOH溶液可以檢驗氣體產物D．反應結束后，含有未反應的Fe2O3固體，可以采用加入鹽酸的方法來提純鐵B4.鋼鐵廠會利用焦炭產生的還原性氣體來煉鐵，某同學用此原理按如圖裝置進行實驗。下列說法正確的是（）當堂訓練5.（2021?綿陽中考）我國高鐵建設走在世界前列，修建高鐵需要大量鐵礦石來煉鐵，進而煉鋼。（1）下列三種鐵礦石的主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeCO3中，含鐵量最高的是

。高爐煉鐵需要的原料有鐵礦石、焦炭、

和石灰石。Fe3O4空氣（2）要煉出含鐵96%的生鐵1000t，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？若高爐氣體不加處理，理論上會向大氣中排放CO2多少噸（計算結果保留整數）？x≈1714t設需要赤鐵礦石的質量為x，產生CO2的質量為y。解：Fe2O3

+

3CO

2Fe

+

3CO2112132x×80%1000t×96%y答：至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦1714t，理論上會向大氣中排放CO2的質量為1131t。高溫y≈1131t160112x×80%1000t×96%=1121321000t×96%y=體驗中考（2022?晉中）大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，在以下四種礦石中，可用于煉鐵的是（）A．赤鐵礦（主要成分是Fe2O3） B．爐甘石（主要成分是ZnCO3）C．鋁土礦（主要成分是Al2O3） D．赤銅礦（主要成分是Cu2O）A體驗中考(2022?紹興）春秋初期，紹興一帶是南方的一個冶鐵中心，其煉鐵方法是在1000℃左右的溫度下，使木炭和鐵礦石（主要成分為Fe2O3）發生一系列的反應生成含較多雜質的海綿鐵。其中主要化學反應為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。下列說法正確的是（）A．海綿鐵是一種純凈物 B．Fe2O3中鐵元素的化合價為+3價 C．上述反應中涉及的氧化物只有2種 D．煉鐵過程中，木炭只是作為燃料使用B體驗中考（2022?福建）我國古代常用灰吹法煉銀（如圖），其過程為：將礦物銀熔于鉛形成銀鉛塊，通過焙燒使鉛氧化成PbO進入爐灰，灰吹得銀。下列說法錯誤的是（）A．銀是活潑金屬B．銀鉛塊屬于混合物 C．PbO中Pb的化合價為+2 D．灰吹法煉銀過程含有化學變化A①赤鐵礦__________，②磁鐵礦__________，③菱鐵礦__________，④鋁土礦__________。其中主要成分是氧化物的是___________（填序號）。Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3①②④典例1寫出下列礦石的主要成分