5.2《铁的冶炼 合金》名师导航（沪教版化学九年级）
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第二节 铁的冶炼 合金
名师导航
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 N2 CO2 CO 3CO＋Fe2O3 2Fe＋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 2Al2O3 4Al＋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
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