第二节金属矿物 铁的冶炼

第二节金属矿物铁的冶炼,常见几种金属矿物的成分,磁铁矿,褐铁矿,赤铁矿,Fe3O4,Fe2O3XH2O,Fe2O3,黄铁矿FeS2,赤铜矿Cu2O,孔雀石Cu2(OH)2CO3,磁铁矿（主要成分Fe3O4）,赤铁矿（主要成分Fe2O3）,想一想：假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？,除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来，氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？,70%,72.4%,48.3%,46.7%,由于铁的化学性质比较活泼,它在自然界中以化合物的形式存在,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。,小资料,1.工业炼铁的主要设备是：高炉,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2（吸热）,C+CO2=2CO（吸热）,C+O2=CO2（放热）,高温,高温,点燃,工业上炼得的不是纯铁（是生铁混合物）,主要反应：,原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气,2.工业炼铁原料的作用：,（1）铁矿石：（2）焦炭:（3）石灰石：（4）空气:,提供铁元素,a.提供热源、维持炉温b.提供CO,形成炉渣,提供氧气,3、铁冶炼的化学原理：CO还原Fe2O3,实验步骤：,（1）向玻璃管内通入一氧化碳气体；(通入co)（2）（点燃酒精灯）再给氧化铁加热；（3）停止加热；（熄灭酒精喷灯）（4）待试管内的物质冷却后停止通一氧化碳。(停止通co),CO:,酒精灯:,迟到早退,早出晚归,红棕色,1.红棕色的固体逐渐变成黑色，且能被磁铁吸引；2.产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体。3、酒精灯处产生蓝色火焰,实验现象：,相关化学反应方程式：,CO+Fe2O3Fe+CO2,高温,3,2,3,CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,1、澄清石灰水的作用是什么？2、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？3、实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？4、实验结束后,为什么要先停止加热继续通CO直至试管内物质冷却？5、如何验证实验中产生了铁？,点燃或收集,检验生成的二氧化碳,因为CO有毒会污染环境,排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸,防止Fe又被氧化成Fe2O3防止石灰水倒吸,用磁铁吸引或加入稀酸,1、许多金属的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。（如锰、锌、铁、镍、铅等）2、有些金属比较活泼，很难从其矿物中提取出来，需用电解的方法。（如钠、钾、镁、铝等）,4、金属的冶炼方法：,金属的氧化：金属跟氧结合生成金属氧化物的过程。金属氧化物的还原：金属氧化物跟焦炭、氢气和一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程。,涉及到杂质问题的计算：化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是纯净物之间的数量系在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量，再进行计算纯物质质量不纯物质总量纯物质所占质量分数,例3、计算多少吨铁的质量分数为96%的生铁中含铁560t？,例2、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？,解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t(1-20%)=800t,解：生铁的质量为：560t96%=583t,例4、某钢铁厂每天需要消耗1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁96%的生铁多少吨？,80%,800t,537.6t,生铁的质量=537.6t96%=560t,练习：要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？,解：设需要含为80%的赤铁矿石的质量为x生铁1600吨含纯为1600吨（12%）=1568吨Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160112x80%1568吨x=2800吨答：需这种赤铁矿石2800吨。,1.（1）用CO与赤铁矿石炼铁的实验步骤：加热通CO熄灭酒精灯停止通CO（2）尾气要处理的原因：（3）如果将CO改为H2还要进行尾气处理吗？,CO有剧毒会污染空气,不需要，因为H2无毒,学以致用,2.炼铁的原料是（）A、铁矿石、一氧化碳、空气B、铁矿石、烟煤、生石灰C、铁矿石、焦炭、空气D、铁矿石、焦炭、石灰石、空气,D,3.下列变化过程不属于金属冶炼的是（）A电解氧化铝B铁在氧气中燃烧C金属氧化物与焦炭在高温下反应D高温下CO还原CuO,B,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4：,1.地壳中元素含量由高到低的顺序是_（前5位），其中位于金属元素第二位且应用最广的是_。,2.铁的化学性质比较活泼，在自然界中主要以_形式存在，常见的铁矿石有：_（主要成分为）、（主要成分为）、菱铁矿、黄铁矿等。,O.Si.Al.Fe.Ca,Fe,化合物,复习,赤铁矿,磁铁矿,Fe2O3,Fe3O4,某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有Fe2O3）、焦炭、空气等，主要反应过程如下图示：,炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。在上述框图中A、B所对应的有关反应生成物的化学式分别是：