第2节金属矿物铁的冶炼 (2).ppt

第2节金属矿物铁的冶炼,1.知道一些常见金属矿物的主要化学成分；2.了解从铁矿石中将铁冶炼出来的方法；3.认识工业炼铁的主要原料和设备。,一、常见的金属矿物,1、分布和存在,金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？,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,图57地壳中金属元素的百分含量,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,地壳中含量在前四位的金属元素分别是什么？,常见几种金属矿物的成分,磁铁矿,Fe3O4,褐铁矿,Fe2O3XH2O,赤铁矿,Fe2O3,赤铜矿Cu2O,孔雀石Cu2(OH)2CO3,一、常见的金属矿物,1、铁矿石：_2、铝矿石：_3、铜矿石：_,赤铁矿（Fe2O3）等,铝土矿等,孔雀石等,铁,铁元素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，约占地壳总质量的4.75%。我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿,变成,使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼,金属矿物,金属,二、铁的冶炼,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。zxxk,P124图59一氧化碳与氧化铁的反应,有毒,硬质玻璃管,酒精喷灯,请重点观察如下几个方面：,加热前氧化铁的颜色、状态，加热后生成的物质的颜色、状态；试管中澄清石灰水的变化；实验的操作顺序；尾气的处理方法。,1、色的固体逐渐变成，且被磁铁吸引。2、澄清的石灰水变。,实验现象：,红棕,黑色,浑浊,能,实验开始：先_，后_。,实验操作顺序：,早出晚归；,排出装置中的空气，防止CO与空气混合加热而引起爆炸,防止空气进入与灼热的铁反应，将其重新氧化,通入CO,给Fe2O3加热,反应结束：,先_；待硬质粗玻璃管冷却后_。,停止加热,停止通CO,目的：,目的：,CO：,酒精喷灯：,迟到早退,尾气处理,思考：,1、尾气的主要成分是什么？_2、它是怎样产生的？3、为什么要处理？_4、用什么方法处理？_,CO,防止CO污染空气,或把尾气烧掉，防止污染空气,思考：,A,B,先点燃A还是先点燃B，为什么？,B,二、铁的冶炼：,3、原料：,1、反应原理:,高炉,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,2、设备：,小结,（在此反应中CO能夺走Fe2O3中的氧，因此CO有还原性。）,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,C,+O2=CO2,CO2+C=2CO,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,炼铁高炉,思考,用高炉炼出的铁是纯铁吗,金属的冶炼方法,由于不同的金属的化学活动性不同，因此，常采用不同的冶炼方法。热还原法、电解法、热分解法等。,把金属矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。,Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2WO3+3H2=W+3H2O2CuO+C=2Cu+CO2,高温,高温,高温,热还原法,4Al+3O2=2Al2O3Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,通常把金属（如铝）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铝）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。,有些金属很难从其矿物中提取出来需用电解的方法。冶炼钠、钾、镁、铝等是这种方法。举例：,2Al2O34Al+3O2,通电,电解法：,金属的常用冶炼方法,金属的冶炼方法,2HgO=2Hg+O22Ag2O=4Ag+O2,常用于不活泼金属（Hg、Ag等）的冶炼。,Au、Pt可通过金沙淘洗获得。,热分解法：,用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复杂的原料，如有色金属和稀有金属。举例：,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,湿法冶金（金属）：,练习与实践,课本P126第4题:某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦碳、空气等，主要反应过程如下图所示,焦碳,过量空气、高温,二氧化碳,焦碳、高温,一氧化碳,赤铁矿石、高温,铁,（1）,（2）,（3）,(1)C+O2=CO2,(2)CO2+C=2CO,(3)3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,点燃,高温,高温,练习：1、写出三氧化二铁分别与焦炭、氢气、一氧化碳在高温下反应的化学方程式。,3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2,高温,3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O,高温,3CO+2Fe2O3=2Fe+3CO2,高温,1、如图是用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答下列问题：（1）有下列实验步骤：点燃左侧酒精灯加热；通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先_，然后_。（2）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为_，说明有_生成，B装置中出现的现象为_，说明有_生成。,粉末由红棕色变成黑色,Fe,石灰水变浑浊,CO2,氧化铁,练习：,（3）装置A中的反应化学方程式为_，装置B中的反应化学方程式为_，装置C的目的是_。（4）反应结束，应先_，待冷却后_。,CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,除尾气，防止CO污染空气,停止加热,停止通CO,氧化铁,2、工业炼铁中的还原剂是（）A、CB、COC、Fe2O3D、Fe3、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,B,D,5、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,4