6.3金属矿物与冶炼

在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么 想一想 那么 铁是怎样生产出来的呢 6 3金属矿物与冶炼 钦州市第九中学唐祖良 自然界中以单质形式存在的金 学习目标 1 知道金属元素有两种存在状态 2 认识几种金属矿物 3 了解钢铁是怎样炼成的 4 认识还原反应及物质的还原性 请同学们阅读课本P176 177页 1 金属元素在地壳中的含量 排在前三位的是 铝 铁 2 常见的金属矿石有哪些 钙 3 矿石是如何变成金属的呢 炼铁的原理是什么 赤铁矿 Fe2O3 一 金属在自然界的存在形态 2 绝大多数金属以化合物形态存在于矿物中 1 少数不活泼金属以单质形态存在 如 Au Ag Pt 如 铁以氧化铁或四氧化三铁的形态存于矿石中 赤铁矿 Fe2O3 黄铁矿 FeS2 菱铁矿 FeCO3 铝土矿 Al2O3 黄铜矿 CuFeS2 辉铜矿 Cu2S 二 常见的几种金属矿物 孔雀石Cu2 OH 2CO3 钛铁矿 FeTiO3 软锰矿 MnO2 常见几种铁矿石的主要成分 1 赤铁矿 主要成分是 Fe2O3 2 磁铁矿 主要成分是Fe3O4 3 黄铁矿 主要成分是 FeS2 菱铁矿 主要成分是 FeCO3 铁矿石 赤铁矿 磁铁矿含铁量高 产生有害气少 是炼铁的主要矿石 72 4 70 46 7 含铁量 思考 炼铁选用的铁矿石不仅要选用含铁量高的 还要选 有害元素 少的 1 你认为不宜炼铁的矿石是 因为 2 较适宜炼铁的是哪些 黄铁矿 它含铁量低 含有害元素 在冶炼过程中会产生有害气体二氧化硫 污染环境 三 钢铁是怎样练成的呢 实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验P177 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 高温 利用一氧化碳在高温条件下将氧化铁中的铁还原出来 1 炼铁的原理是什么 视频一氧化碳还原氧化铁 DAT 2 装置及反应 CO CO Fe2O3 CO2 Ca OH 2 CO O2 B 作用 点燃CO防止污染空气 CO2 Fe2O3 CO CO CO2 检验CO2吸收CO2 红棕色粉末变为黑色 澄清石灰水变浑浊 有蓝色火焰出现 为了排尽管内的空气 防止发生爆炸 1 实验开始时 要先通一会儿CO后再点燃酒精喷灯 为什么 3 操作中的注意事项 2 实验结束时 应先撤酒精喷灯 继续通CO至玻璃管冷却 为什么 防止生成的铁在高温下重新被氧化 也防试管中的水倒吸炸裂玻璃管 一氧化碳早出晚归酒精喷灯迟到早退 4 工业上如何冶炼钢铁P178 1 炼铁中各原料的作用 铁矿石 焦炭 石灰石 空气 提供铁元素 a 燃烧产生热量b 产生还原剂CO 制造炉渣 提供氧气 2 产品 生铁 含碳2 4 3 的铁合金 炼铁高炉模型 工业炼铁 123 炉内的化学变化 原料 铁矿石 焦炭 石灰石 生铁 生铁和钢的比较 制造机械 交通工具 武器等 硬而有韧性 机械性能好 可铸 可锻 可压延 0 03 2 C Si S P极少 Fe 钢 硬而脆 无韧性 可铸不可锻 2 4 3 C Si S P Fe 生铁 应用 机械性能 含碳量 杂质元素 主要元素 铁合金 四 生铁和钢 铁的合金 P178 铁锅 暖气片 机床底座 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 氧气原理 把生铁中的碳氧化从而降低含碳量 产品 钢 早在春秋战国时期 我国就开始生产和使用铁器 3 在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中 先通入一会CO后再加热的目的是 当给玻管中的氧化铁加热一段时间后 我们将看到固体由 色变成 色 这时氧化铁变成了 石灰水会变 酒精灯火焰处的导管口有的火焰 用酒精灯点燃尾气的作用是 排净玻璃管中的空气 防止加热时爆炸 红 黑 浑浊 淡蓝色 铁 防止一氧化碳污染空气 铁矿石 焦炭 石灰石 生铁 含碳量不同 拓展迁移 1 若用磁铁矿 主要成分F 3O4 来炼铁 化学方程式该怎么写 CO Fe3O4 Fe CO2 高温 2 不仅CO具有还原性 C和H2也具有还原性 也可以使金属氧化物还原 C 2CuO2Cu CO2 高温 H2 CuOCu H2O 拓展与迁移 3H2 Fe2O32Fe 3H2O 3C 2Fe2O34Fe 3CO2 高温 Cu2 OH 2CO3 H2 CuO 2CuO H2O CO2 Cu H2O 观察活动 绿色 黑色 黑色 红色 三 金属的冶炼P179 如 电解氧化铝制铝 电解氯化镁制镁 5 Au Pt以单质极少量存在于自然界 可采用物理方法获得 例如 CuSO4 Fe FeSO4 Cu 4 湿法冶金 沙里淘金 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 不纯样品的总质量 物质的质量分数 例2 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 解 设可以炼出生铁的质量为X 160 112 1000t 80 X 96 160 112 1000t 80 X 96 X 583 3吨 答 可炼出生铁583 3吨 1000t 1000t 80 X X 96 作业 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 3136t X 96 X 解 设需要赤铁矿石的质量为x 1