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桃源中学饶有才 课题3金属资源的利用和保护 第一课时铁的冶炼杂质的计算 金属的存在形式 单质 少数化学性质较不活泼的金属 如金 银 铜等化合物 化学性质较活泼的金属 如铁 锌 钠和钙等 孔雀石 Cu2 OH 2CO3 闪锌矿 资料 根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消耗速度 有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示 自然界以单质存在形式的金 自然界以单质形式存在的银 赤铁矿主要成分是 Fe2O3 磁铁矿主要成分是Fe3O4 黄铁矿主要成分是 FeS2 菱铁矿主要成分是FeCO3 铝土矿主要成分是 Al2O3 黄铜矿主要成分是CuFeS2 铁的冶炼图 小组探究 现提供以下两种炼铁方案 讨论哪种方案更好 方案一 隔绝空气较高温度加热分解三氧化二铁 方案二 找一种还原剂把三氧化二铁中的铁还原出来 一 铁的冶炼 1 原料 焦炭 空气 石灰石 铁矿石 赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 黄铁矿FeS2 菱铁矿FeCO3 2 原理 在高温下 利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来 Fe2O3 3CO高温2Fe 3CO2 一氧化碳还原氧化铁装置图 3 实验室模拟冶炼的实验装置 注意事项 1 为什么要先通一氧化碳再加热 反应结束要先停止加热并继续通一氧化碳直至室温 a 先通一氧化碳 排净玻璃管中的空气 防止加热时发生爆炸 b 反应结束继续通一氧化碳 防止温度降低外面空气进入玻璃管使铁被氧化 还防止试管中石灰水倒吸入热的玻璃管使之炸裂 2 尾气为什么要点燃 把未反应的一氧化碳燃烧完 防止污染空气 4 主要设备 高炉 工业大规模生产图 解法一 1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000t 80 800t设800t氧化铁可炼出铁的质量为xFe2O3 3CO高温2Fe 3CO2 160112 800tx 160800t112 xx 560t折算为含铁96 的生铁的质量为 560t 96 583t答 可炼出生铁的质量为583t 例题1 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t 解法二 设理论上可以炼出含铁96 的生铁的质量为x Fe2O3 3CO高温2Fe 3CO2 1602 56 1000t 80 x 96 583t 答 略 用1000t含氧化铁80 的赤铁矿石 理论上可以炼出含杂质4 的生铁多少t 解 设可以炼出含杂质4 的生铁质量为x Fe2O3 3CO高温2Fe 3CO2 160112 1602 561000t 80 x 96 x 583t 答 略 1000t 80 x 1 4 变式例题2 练习 Fe 56O 16 1 某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76 的赤铁矿石 该厂理论上可以日产含铁98 的生铁多少t 2 冶炼2000t含杂质3 的生铁 需要含氧化铁96 的赤铁矿石多少t 1 某钢铁厂每天需产1000吨含
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