中考复习最忌心浮气躁,急于求成。指导复习的教师,应给学生一种乐观、镇定、自信的精神面貌。要扎扎实实地复习,一步一步地前进,下面为大家准备了中考化学金属知识点复习辅导。
1. 原理
在高温条件下,通过焦炭与氧气反应生成一氧化碳,进而将铁从铁矿石中还原出来。这个过程可以简单描述为:焦炭与氧气在高温下反应生成一氧化碳,然后一氧化碳再与铁矿石中的铁发生还原反应,最终得到铁单质。具体反应方程式如下:
\[ C + O_2 \xrightarrow{\text{高温}} CO_2 \]
\[ CO_2 + C \xrightarrow{\text{高温}} 2CO \]
\[ Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{\text{高温}} 2Fe + 3CO_2 \]
2. 现象
在实验过程中,可以看到红色粉末逐渐变为黑色,这是因为铁矿石中的铁被还原了出来。同时,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊,这是由于生成的二氧化碳与石灰水反应产生了碳酸钙沉淀,具体反应方程式如下:
\[ CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O \]
3. 注意事项
① 先通CO再加热的目的
在实验开始时,先通入一氧化碳,是为了排出装置内的空气,避免在加热时CO与空气混合可能引发的爆炸危险。这一操作非常重要,必须严格遵守。
② 实验完毕后继续通入CO的目的
实验结束后,继续通入一氧化碳是为了防止铁在较高温度下再次被氧化。如果停止通CO,铁会重新与空气中的氧气反应,导致实验失败。
③ 尾气的处理
由于一氧化碳是有毒气体,因此在实验结束时需要对尾气进行处理,防止其污染环境。处理方法通常是将其点燃,生成无害的二氧化碳气体。具体反应方程式如下:
\[ 2CO + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} 2CO_2 \]
4. 原料
铁矿石、焦炭、石灰石和空气是铁的冶炼所需的主要原料。其中:
- 铁矿石 主要有两种类型:磁铁矿(主要成分是FeO)和赤铁矿(主要成分是FeO)。这两种矿石都是重要的铁资源。
- 焦炭 是提供高温和还原剂的重要物质。
- 石灰石 用于去除铁矿石中的二氧化硅杂质,使铁矿石中的杂质更容易被去除。
- 空气 提供氧气,参与整个还原过程。
5. 生产流程
铁的生产流程大致分为以下几个步骤:
1. 矿石预处理:将铁矿石破碎成适当大小的颗粒,并进行初步筛选,去除杂质。
2. 配料:按照一定的比例加入焦炭、石灰石和其他辅助材料。
3. 熔炼:在高温条件下,利用焦炭与氧气反应生成一氧化碳,然后一氧化碳与铁矿石中的铁发生还原反应,生成铁水。
4. 净化:去除铁水中含有的杂质,提高纯度。
5. 冷却成型:将铁水冷却并铸造成所需的形状和规格。
6. 常见铁矿石及其应用
- 磁铁矿(FeO):广泛应用于钢铁工业,因其磁性强,便于分离和提取。
- 赤铁矿(FeO):主要用于炼铁,因其易于还原,且成本相对较低。
7. 总结
通过上述详细的讲解,大家应该对铁的冶炼过程有了更深入的了解。希望每位同学都能在复习过程中保持耐心和细心,一步步扎实地掌握每一个知识点。相信你们的努力一定会换来优异的成绩!加油!
希望大家都能仔细阅读,认真复习,为中考做好充分的准备。