第二节-金属矿物-铁的冶炼...ppt

第2节金属矿物铁的冶炼,一、常见的金属,金属的存在形式,单质：少数化学性质较不活泼的金属，如铂、金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠、钙等,孔雀石(Cu2(OH)2CO3),金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存在的银,铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿和赤铜矿等。,黄铜矿：CuFeS2,辉铜矿：Cu2S,孔雀石：Cu2(OH)2CO3),Cu5FeS4,Cu2O,CuFeS2,Cu2(OH)2CO3),铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。,铝土矿:Al2O3,Al2O3,KAl(SO4)2,铁的矿物主要有：赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿等。,赤铁矿:Fe2O3,黄铁矿:FeS2,菱铁矿:FeCO3,Fe2O3,Fe3O4,FeCO3,FeS2,Fe2O3XH2O,用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。,二、铁的冶炼,铁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。,古代炼铁,一、铁的冶炼,上海宝山钢铁公司炼铁高炉,为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票,观察与思考,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。,原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,高温,一、铁的冶炼,实验装置,(CO),(Fe2O3),尾气处理,(红棕色粉末),蓝色火焰,酒精喷灯,澄清石灰水,（1）连接仪器；,（2）检查装置的气密性；,（3）装入药品并固定装置；,（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；,（5）给氧化铁加热；,（6）停止加热；,（7）等玻璃管冷却至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯；,实验步骤,反应前先通CO再加热的目的：排尽装置内空气，以免加热时与空气混合发生爆炸。,实验说明,反应后撤去酒精继续通CO的目的：防止在较高温度下铁重新被氧化。,检验装置中空气已排尽的方法是:,在右端导气管口用排水法收集一小试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽。,红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。,实验现象,尾气处理,（1）收集法：接一气球收集尾气或将尾气用排水法收集。（2）燃烧法：将尾气点燃。（可用于加热氧化铁）,CO有毒，防止污染空气。,相关化学方程式,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O2CO+O22CO2,高温,点燃,工业炼铁的主要设备：高炉,炼铁工业设备图,炼铁工业设备图,工业炼铁原理,把铁矿石跟焦炭、石灰石一起加入高炉，从下方通入空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳气体跟氧化铁在高温下反应生成铁。注：高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。,工业炼铁,原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。设备：高炉相关反应：,C+O2CO2CO2+CCO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,点燃,高温,高温,CaCO3CaO+CO2,高温,CaO+SiO2CaSiO3（硅酸钙）,高温,除去铁矿石中的SiO2等杂质,提供热量和产生还原剂,1、还原法把金属矿物与焦炭、氢气、一氧化碳等还原性物质一起加热反应。,金属的冶炼方法,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,高温,2Fe2O3+3C4Fe+3CO2,高温,Fe2O3+3H22Fe+3H2O,高温,物质失去氧的反应称为还原反应，物质得到氧的反应称为氧化反应。,CuO+H2Cu+H2OCuO+COCu+CO22CuO+C2Cu+CO2,高温,还原氧化铜制铜,2、电解法某些活泼的金属很难从其矿石中还原出来，需用电解的方法。（1）电解熔融氧化铝制金属铝：2Al2O34Al+3O2（2）电解熔融的氯化钠：2NaCl2NaCl+Cl2,金属的冶炼方法,通电,通电,3、热分解法有些金属的氧化物受热易分解，可用加热的方法。氧化汞制水银：2HgO2Hg+O2,金属的冶炼方法,4、湿法冶金铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，这种方法是现代湿法冶金的原理:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,金属的冶炼方法,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%的赤铁矿多少千克？,随堂练习1：,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,随堂练习2：,在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精灯给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_，实验中石灰水会变_，用酒精灯点燃尾气的作用是_。,红,黑,铁,白色浑浊,防止一氧化碳污染空气,请写出相关的化学方程式：_,在实验生产中，所用的原料或产物一般含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题,例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？,设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2160/1000t*80%=112/