第2节金属矿物铁的冶炼.ppt

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1、学习目标1．认识常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要化学成分；2．掌握生铁的冶炼原理及相关实验的现象、操作过程、设计注意点；3．了解其他金属的冶炼方法。第二节金属矿物铁的冶炼金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在外图5—2地壳中金属的百分含量铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%含有矿物的岩石称为矿石铁矿石等都是常见的矿石其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。一、常见金属的矿物写出下列矿物的主要成分

2、（用化学式表示）铁的矿物主要有赤铁矿，磁铁矿，黄铁矿。铜的矿物主要有孔雀石，赤铜矿。自主学习：阅读课本P116了解金属矿物有哪些？Fe2O3Fe3O4FeS2Cu2（OH）2CO3Cu2O铁(iron)在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的4.75%。我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿变成使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼金属矿物金属铁的冶炼铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。P119图5—4一氧化碳与氧化

3、铁的反应观察与思考1、实验的原理2、实验的步骤3、实验的现象4、实验注意那些问题？（先加热还是先通一氧化碳？实验完毕是先停止加热吗？）5、实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验的尾气怎么处理？）实验操作：1.按上图组装仪器，并检查其密性2.把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上3.把硬质玻管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排空气；待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化4.当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却

4、一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：实验现象：红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊注意问题：1、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸2、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）实验改进：可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用或把尾气烧掉，防止污染空气石灰石工业炼铁冶炼厂工业炼铁的主要设备是高炉原料反应的原理：Fe2O

5、3+3CO====2Fe+3CO2高温石灰石利用氧化-还原反应，在高温下，用还原剂从铁矿石里把铁还原出来高炉铁矿石、焦炭、空气3、反应原理1、设备2、原料4、生产过程5、废渣气炉渣、高炉煤气（CO、CO2、N2等）C+O2==CO2CO2+C==2COFe2O3+3CO==2Fe+3CO2CaCO3==CaO+CO2↑CaO+SiO2==CaSiO3高温高温高温高温高温焦炭的作用：石灰石是作用：（1）提供热量；（2）制取CO使除生铁中杂质变成炉渣而除去金属的冶炼方法由于不同的金属的化学活动性不同，

6、因此，常采用不同的冶炼方法。热还原法、电解法、热分解法等。利用还原剂在高温下将金属从氧化物中还原出来。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2WO3+3H2===W+3H2O2CuO+C===2Cu+CO2↑高温高温高温热还原法通常把金属（如铁）跟氧气结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原金属的冶炼方法热分解法2HgO===2Hg+O2↑2Ag2O===4Ag+O2↑常用于不活泼金属（Hg、Ag等）的

7、冶炼。电解法在金属活动性顺序中，K、Ca、Na、Al等活泼金属的还原性很强，都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。2Al2O3====4Al+3O2↑2NaCl====2Na+Cl2↑通电通电△△置换法利用活泼金属将不活泼的金属从它的化合物中置换出来CuSO4+Fe===FeSO4+CuTiCl4+2Mg===2MgCl2+Ti钢铁的用途炼铁和炼钢的比较生铁炼钢原料原理主要设备产品铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁或废钢、氧气

8、在高温的条件下，用CO从矿石中把铁还原出来。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高炉生铁在高温条件下，用氧气或铁的氧化物把生铁中过量的炭和其它杂质除去电炉、转炉、平炉钢生铁和钢的区别在于含碳量不同。那么炼钢就是降低生铁中的含碳量炼钢原料：生铁、氧气、或铁的氧化物设备：转炉、电炉、平炉原理：把生铁中的碳氧化从而降低含碳量生铁和钢都是铁的合金。C+O2==CO2高温我国钢铁工业的发展钢铁是非常重要的金属材料。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志早在春秋战国时期，我国就