金属矿物 铁的冶炼.ppt

5.2金属矿物铁的冶炼,1、地壳中含量最多的前两位金属元素是哪些？2、试想这些元素的化学性质是否活泼，在地壳中是以什么状态形式存在？为什么？3、俗话说：“沙里淘金”，金可以从河沙里淘出，这说明金是以什么形式存在的？为什么呢？,思考,常见的金属矿物,在自然界中，除了极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）能以单质形式存在，其余大多数金属以化合物存在，金属化合物在自然界中以金属矿物的形式存在。铁矿石是最常见的矿石。,常见几种金属矿物,磁铁矿,褐铁矿,赤铁矿,Fe3O4,Fe2O3XH2O,Fe2O3,铁矿石,黄铁矿FeS2,FeCO3,菱铁矿,常见几种金属矿物的成分,孔雀石Cu2(OH)2CO3,赤铜矿,铜矿石,黄铜矿,金属矿物,自然界以单质形式存在的银,自然界以单质形式存在的金,铝土矿,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,思考,赤铁矿,磁铁矿,Fe2O3,Fe3O4,我国几个大型的铁矿,辽宁鞍山,湖北大冶,四川攀枝花,磁铁矿主要成分为Fe3O4,黄铁矿的主要成分是FeS2,铁的几种矿石,赤铁矿(主要成分Fe2O3),菱铁矿主要成分FeCO3,铁的质量分数:70%,铁的质量分数:48%,铁的质量分数:72%,铁的质量分数:47%,金属的冶炼:,即：金属化合物,金属单质,化合态,单质态,转变成,使金属矿物变成金属的过程.,铁的冶炼：,铁的化合物,转变成,铁单质,Fe2O3和Fe的组成上均含有Fe元素，不同之处在于Fe少了O元素，要使Fe2O3转变成Fe，可从哪方面入手？,交流与讨论,1.可在一定条件下，使Fe2O3直接失氧，转变为铁。2.可在一定条件下，可加入某类物质，让其与Fe2O3中的O元素结合，主动夺取Fe2O3中的“O”元素，使Fe2O3转变成金属Fe。,Fe2O3,Fe,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。（如铝等）,指导阅读：课本P120“拓展视野”,Fe2O3,Fe,氧化+O,-O,还原,得氧氧化，失氧还原,一氧化碳与氧化铁反应,CO,澄清石灰水,气囊,Fe2O3,讨论,CO,变浑浊,磁铁,澄清石灰水,讨论,实验前观察:Fe2O3颜色：能否被磁铁吸起？,红棕色,否,实验后观察:产物颜色：能否被磁铁吸起？澄清石灰水_,黑色,能,变浑浊,实验步骤：,气灯灯气,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。,实验现象,化学反应方程式：,CO+Fe2O3Fe+CO2,高温,3,2,3,反应中有铁和二氧化碳生成,结论（产物）：,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？,点燃或用气球收集,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，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。,防止热的铁再次被氧化以及防止石灰水倒吸,铁的冶炼,1.工业炼铁的主要设备是：,高炉,工业炼铁,2.工业炼铁的原料及其作用：,（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,高炉中的主要反应,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,C+CO2=2CO,C+O2=CO2,高温,高温,点燃,工业上炼得的不是纯铁（生铁）混合物,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.现有磁铁矿（主要成分：Fe3O4)黄铁矿（主要成分FeS2)赤铁矿（主要成分Fe2O3），请你从多角度分析三种矿石中哪种不适合用来炼铁，（填写序号）；原因：,含铁量不高且会产生二氧化硫污染空气,分析：磁铁矿（Fe3O4）Fe%=72%赤铁矿（Fe2O3）Fe%=70%黄铁矿（FeS2）Fe%=47%,5.某钢铁公司用490万吨含氧化铁（Fe2O3）60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少万吨？(Fe-56),关于含杂质物质的化学方程式的计算,解题原理,将含杂质的物质转化为纯物质后，再代入化学方程式中进行计算,公式,纯净物的质量=不纯物质量纯净物质量分数,不纯物质量=纯净物的质量纯净物质量分数,纯净物的质量=不纯物质量（1-杂质%）,纯净物质量分数=,某钢铁公司用490万吨含氧化铁（Fe2O3）60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少万吨？(Fe-56),工业上用含氧化铁480t的赤铁矿为原料炼铁，得到含杂质4%的生铁多少吨？(Fe-56),例1：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出铁多少？,【解】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t*80%=800t,设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x,Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,高温,160,112,800t,x,160:800t=112：x,X=560t,答：理论上可以炼出铁560t。,练习题：工业上高温煅烧100t含碳酸钙90%的石灰石，可以得到氧化钙多少？,【解】100t石灰石中碳酸钙的质量为：100t*90%=