福建省永定县坎市中学九年级化学全册 5.2《金属矿物 铁的冶炼》课件 沪教版.ppt

第二节金属矿物铁的冶炼 一 常见金属矿物 1 分布和存在 金属在自然界中主要以单质存在 还是以化合物存在 极少数金属以单质 游离态 存在 自然界中以单质存在的银 自然界中以单质存在的金 化合态金属在自然界中以矿物的形式存在 含有矿物的岩石称为矿石 大多数金属以化合物 化合态 存在 思考 为什么金 银等少数金属以单质的形式存在 而大多数金属以化合物的形式存在呢 地壳中含量在前四位的金属元素分别是什么 2 常见矿石 赤铁矿 fe2o3 黄铁矿 fes2 褐铁矿 fe2o3 xh2o 磁铁矿 fe3o4 菱铁矿 feco3 铝土矿 al2o3 孔雀石 cu2 oh 2co3 赤铜矿 cu2o 黄铜矿 cufes2 铁元素在自然界中分布很广 在地壳中含量位居金属元素的第二位 仅次于铝 约占地壳总质量的4 75 我国大型铁矿有 辽宁鞍山 湖北大冶 四川攀枝花使金属矿物变成金属的过程 叫做金属的冶炼 选择冶炼原料时 通常考虑矿石的价格 金属的含量 安全无污染等 我反思我提高 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 进行课本124页的实验 实验过程中注意安全 一氧化碳有毒 注意观察实验现象并记录 a b c 实验前观察 颜色 状态 能否被磁铁吸起 红棕色 固体粉末 否 fe2o3 实验步骤 1 反应前先检查装置的 2 装入药品 连接好装置3 先制co气体 然后验纯 若已纯 通co气体一会儿 再用酒精灯对着氧化铁加热 4 观察氧化铁的颜色变化和石灰水的变化5 反应结束 先撤氧化铁处酒精灯 稍稍冷却后停止通co气体6 待冷却后取出产物 用磁铁吸引 看能否被吸起 判断反应中生成了什么物质 气密性 co 早出晚归 酒精灯 迟到早退 仪器装置 a b c 实验步骤 给药品加热通入co 停止通入co停止加热 通入co 给药品加热 停止加热 停止通入co 1 组装查密2 装入药品3 验纯通气4 点灯除尾5 排空点灯6 熄灯通气7 冷却停气 以防co泄露 污染大气 以防co不纯 加热时发生爆炸 排尽装置中的空气 以防加热时发生爆炸 防止铁在较高的温度下重新被氧化 同时还可以防止石灰水倒吸 以防未反应的co污染大气 实验步骤 仪器装置 a b c 实验现象 拓展延伸 尾气的处理 方法一 方法二 方法三 目的 点燃 用气球收集 防止污染空气 再利用 拓展延伸 在探究用赤铁矿 主要成分fe2o3 炼铁的主要反应原理时 老师设计的实验装置如图 实验中 小明发现一氧化碳白白烧掉太浪费了 对装置又进行了改进 猜一猜小明是怎样改进的 a b c 铁冶炼的化学原理 一氧化碳与氧化铁反应 基本反应原理 fe2o3 co fe co2 高温 fe2o3 fe 3 2 3 1 现象 硬质玻管中粉末由红棕色变成黑色 试管中澄清石灰水变浑浊 尾气可燃 火焰呈蓝色 工业炼铁 上述反应原理也用于工业炼铁 原料 主要反应 高炉 铁矿石 焦炭 热空气 石灰石 工业炼铁的主要设备 提供热源 维持炉温 生成还原气co 造渣除杂 fe2o3 3co 2fe 3co2 高温 fe3o4 co fe co2 高温 4 3 4 1 原料 炼铁高炉的结构 炼铁工业设备图 炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高 而且要 有害元素 少 下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是 a 磁铁矿 fe3o4 72 4 b 赤铁矿 fe2o3 70 c 菱铁矿 feco3 48 3 d 黄铁矿 fes2 46 7 d 由于不同的金属的化学活动性不同 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化合物中还原出来 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 高炉炼铁 金属的常用冶炼方法 fe2o3 3co 2fe 3co2 高温 fe2o3 3h2 2fe 3h2o 高温 2fe2o3 3c 4fe 3co2 高温 即物质跟氧结合的反应称为氧化 物质失去氧的过程称为还原 同理 物质跟氧结合的反应叫氧化反应 这种物质叫还原剂 物质失去氧的反应叫还原反应 这种物质叫氧化剂 通常把金属 如铁 跟氧结合生成金属氧化物 如氧化铁 的过程称为金属的氧化 金属氧化物跟焦炭 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 如在反应3co fe2o32fe 3co2中 fe2o3失去氧的过程 称为fe2o3被还原 fe2o3发生的反应就叫还原反应 fe2o3是氧化剂 co跟氧结合被氧化 是还原剂 湿法冶金 金属 用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来 适于处理金属含量较低和组分比较复杂的原料 如有色金属和稀有金属 举例 fe cuso4 feso4 cu 热分解法 2hgo 2hg o2 2ag2o 4ag o2 常用于不活泼金属 hg ag等 的冶炼 au pt可通过金沙淘洗获得 电解法 在金属活动性顺序中 k na ca 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 金属的常用冶炼方法 有关杂质问题的计算 有关杂质问题的计算 例1 1000t含杂质20 的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少 氧化铁的质量 1000t 1 20 800t 纯物质的质量 不纯物质的质量 物质的质量分数 例2 计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96 含铁560t 生铁的质量 560t 96 583 3t 不纯物质的质量 纯物质的质量 物质的质量分数 例3 用1000t含氧化铁80 的赤铁矿石 理论上可以炼出含铁96 的生铁多少吨 注意 带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量 赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁 1000t 80 70 96 583 3t 生铁的质量 练习 要炼出含杂质2 的生铁3200吨 需要含氧化铁质量分数为80 的赤铁矿石多少吨 生铁 铁 氧化铁 赤铁矿石 3200t 1 20 70 80 4571 5t 赤铁矿石 1 工业上以赤铁矿 fe2o3 为原料冶炼铁 某钢铁厂冶炼896kg铁 需要含fe2o364 的赤铁矿多少kg 2000kg 2 2 8gco在高温下跟5 8g某种铁的氧化物完全反应 这种氧化物是 a feob fe2o3c fe3o4 c 3 写出四氧化三铁分别与焦炭 氢气 一氧化碳在高温下反应的化学方程式 2c fe3o4 3fe 2co2 高温 4h2 fe3o4 3fe 4h2o 高温 4co fe3o4 3fe 4co2 高温 4 如图是用一氧化碳还原氧化铜的实验装置 回答下列问题 1 有下列实验步骤 加热 通入一氧化碳 请用上述实验步骤的标号填空 实验开始时 应先 然后 2 实验进行一段时间后 a装置中出现的现象为 说明有 生成 b装置中出现的现象为 说明有 生成 粉末由黑变红 cu 石灰水变浑 c