第2节金属矿物铁的冶炼 (4)

沪教版第五章金属的冶炼与利用第2节金属矿物铁的冶炼,武进区潘家初级中学董鸿钧,表达式：,A,B,C,A,A,B,C,1、什么是置换反应？如何用字母表示其反应式？,2、CuO+H2Cu+H2O反应类型是：,加热,置换反应,3、铁的化学性质是：,复习,（1）能与氧气反应。（2）能与酸反应。（3）能与硫酸铜反应,一、常见金属矿物,1、分布和存在,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,思考：为什么金、银等少数金属以单质的形式存在？,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,原因：化学性质比较活泼,2、常见矿石,赤铁矿,Fe2O3,黄铁矿,FeS2,褐铁矿,Fe2O3XH2O,磁铁矿,Fe3O4,菱铁矿,FeCO3,铁矿石,孔雀石,Cu2(OH)2CO3,赤铜矿,Cu2O,黄铜矿,CuFeS2,铝土矿,Al2O3,铜矿,铝矿,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，通常考虑哪些因素？,思考,答：矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。,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,原因：含铁量低且冶炼过程中会产生有毒的二氧化硫气体。,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。,课本124页的实验。观看视频熟悉操作步骤。,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。观察氧化铁的颜色变化和石灰水的变化4.反应结束，先撤氧化铁处酒精灯，稍稍冷却后停止通CO气体。待冷却后，用磁铁吸引，并取少量加入稀盐酸，根据现象判断生成了什么物质。,气密性,观察实验并思考下列问题:,1、为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？,3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？,2、实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？,答：排尽试管内的空气，防止CO与空气混合气体加热时发生爆炸。,答：将尾气中有毒的CO点燃，转化为CO2。防止CO污染空气。,答：防止石灰水倒吸，防止炽热的铁被空气中的氧气氧化。,CO：早出晚归酒精喷灯：迟到早退,观察实验并思考下列问题:,5、澄清石灰水的作用是什么？,4、你如何验证得到的是铁粉？,答：检验生成的气体是CO2并吸收CO2。,答：（1）用磁铁吸。若黑色粉末能被吸引，则证明是铁。,（2）取少量黑色粉末加入稀盐酸。若有气泡产生，溶液变成浅绿色，则证明是铁。,（3）取少量黑色粉末加入硫酸铜溶液。若有红色物质析出，则证明是铁。,药品：Fe2O3（红棕色粉末）、CO,原理：3COFe2O32Fe3CO2,高温,装置图：,硬质玻璃管,酒精喷灯,二、实验室研究炼铁的原理,A处：红棕色的固体逐渐变成黑色.,B处：澄清石灰水变浑浊。C处：尾气燃烧产生蓝色火焰.,思考：,1,2,先点燃1还是先点燃2，为什么？,拓展延伸,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,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CO污染空气,作为燃料再利用,小结：铁冶炼的化学原理,在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。,基本反应原理：,Fe2O3+COFe+CO2,高温,Fe2O3Fe,3,2,3,炼铁工业设备图,三、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。,转变炉渣,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,高温,Fe3O4+COFe+CO2,高温,4,3,4,小结：工业炼铁,思考：,1、用高炉炼出的铁是纯铁吗？,2、如何计算原料和产量？,四、有关杂质问题的计算,有关杂质问题的计算