中考化学金属知识点复习辅导：铁的冶炼

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。