第2节金属矿物铁的冶炼 (6).ppt

,第2节金属矿物铁的冶炼,钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,热热身！,常见金属活动顺序,金属活动性由强到弱,金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？,极少数金属以单质存在,银,金,铂,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,大多数金属以化合物存在,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。使金属矿物变成金属的过程叫做金属的冶炼。,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,一、常见金属矿物,金属的冶炼方法,（1）电解法：适用于活泼金属（如K、Ca、Na、Mg、Al等）很难从其矿石中提取出来，需要用电解法。如：电解熔融氧化铝制铝：,2Al2O3=4Al+3O2,通电,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,(3).湿法冶金（金属）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,选择铁矿石时，通常考虑矿石的价格、铁的含量、安全无污染等。,我反思我提高,目前使用最多的金属是什么？,二、铁的冶炼,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,解释:黄铁矿含铁量较低,且含害元素S生成SO2污染空气,(一）、实验室模拟炼铁,实验探究,CO,实验探究,（CO：早出晚归酒精喷灯：迟到早退）,实验录像,4、实验现象,（1）红棕色粉末逐渐变成，,（2）澄清石灰水变。,实验探究,黑色,浑浊,说明有CO2生成,如何证明黑色粉末就是铁粉？,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,问题3：尾气中含有什么气体？为何反应装置后面还有一个点燃的酒精灯？,你还能想到其他方法处理CO尾气吗？,CO尾气处理方法：（1）点燃（2）收集（3）导入到玻璃管下方火焰上燃烧,将CO改为H2还要进行尾气处理吗？,炼铁工业设备图,原料：,高炉,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,设备：,赤铁矿；磁铁矿,(二）、工业炼铁,高炉示意图,主要反应,问题1：焦炭的作用是什么？,答：提供热量和生成CO,问题2：石灰石的作用呢？,问题1：焦炭的作用是什么？,答：提供热量和生成CO,高炉中制得的铁是纯铁吗？,想一想,是含有杂质较多的生铁,炼铁原理,课堂小结,物质跟氧结合的反应称为氧化。物质失去氧的过程称为还原。同理：物质跟氧结合的反应叫氧化反应，这种物质叫还原剂。物质失去氧的反应叫还原反应，这种物质叫氧化剂。）,1.还原剂：反应中失电子，升价，被氧化，发生氧化反应,2.氧化剂：反应中得电子，降价，被还原，发生还原反应,还原剂,氧化剂,氧化反应：得氧还原反应：失氧,图1,图1是实验室模拟炼铁的装置图，试回答：,（1）仪器名称是；仪器名称是。仪器中发生反应的化学方程式是，仪器中的现象是。（2）在实验过程中，先要进行的是（填“加热”或“通入CO”，其目的是。（3）实验过程中产生的尾气不能直接排放的原因是。,课堂练习,硬质玻璃管,铁架台,石灰水变浑浊,通入CO,排除装置内空气，防止CO不纯而爆炸,CO有毒，会污染空气,（4）图2是工业生产中炼铁高炉的结构图。实际生产中炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石从原料入口加入，其中焦炭在高炉炼铁时的作用之一是提供高温，另一作用为；生铁出口低于炉渣出口的原因是。（5）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量的稀盐酸，可观察到的现象是，发生的反应化学方程式为，当反应停止后，还可以观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质主要是（填化学式）。,图2,产生CO,生铁的密度大于炉渣的密度,有气泡产生，溶液变为浅绿色,Fe+2HCl=FeCl2+H2,C,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吨含纯铁:1600吨（12%）=1568吨Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2160112x80%1568吨x=2800吨答：需这种赤铁矿石2800吨