63金属矿物与冶炼

1、 在生产和日常生活中应用最在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么？广泛的金属是什么？1、知道元素有两种存在状态。、知道元素有两种存在状态。2、认识几种金属矿物。、认识几种金属矿物。3、了解钢铁是怎样炼成的。、了解钢铁是怎样炼成的。4、认识还原反应及物质的还原性。、认识还原反应及物质的还原性。一、金一、金属元素在属元素在自然界的存在自然界的存在 存在于矿物中存在于矿物中 （2）化合态（化合物）：）化合态（化合物）： 大大多数多数（1）游离态（单质）：）游离态（单质）：Au、Ag、Pt磁铁矿磁铁矿 (Fe3O4)赤铁矿赤铁矿(Fe2O3)常见的几种金属矿物常见的几种金属矿物孔孔雀石雀石Cu2(O

2、H)2CO3黄铁矿黄铁矿 FeS2钛铁矿（钛铁矿（FeTiO3）方铅矿（方铅矿（PbS）软锰矿（软锰矿（MnO2）黄铜矿（黄铜矿（CuFeS2） 要完成铁的冶炼通常考虑哪些要完成铁的冶炼通常考虑哪些主要方面的问题？主要方面的问题？冶炼原料；冶炼原料；冶炼原理；冶炼原理；冶炼装置冶炼装置(设备设备)等。等。思考：思考：磁铁矿磁铁矿 (Fe3O4)、赤铁矿、赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿、黄铁矿(FeS2)、钛铁矿、钛铁矿（FeTiO3）等矿石中，较适宜炼铁的）等矿石中，较适宜炼铁的是哪些？是哪些？ 磁铁矿石磁铁矿石 ( Fe3O4 ) 赤铁矿石赤铁矿石 (Fe2O3)Fe3O4 Fe2O3 FeS

3、2 FeTiO372.4 70 46.7 36.8已知铁的含量如下：已知铁的含量如下： 选择冶炼原料选择冶炼原料时，通常考虑时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。全无污染等。2、药品、药品：1、仪、仪器：器：氧化铁氧化铁Fe2O3（红棕红棕色色粉末）粉末） CO气体气体345置及反应置及反应COCO + Fe2O3CO2+Ca(OH)2CO+O2B作用：点作用：点燃未燃未反应的反应的CO避避免污染空气。免污染空气。CO2Fe2O3COCO.CO2检验检验CO2吸收吸收CO2红棕色红棕色粉末粉末变为变为黑色黑色澄清石灰澄清石灰水变水变浑浊浑浊。有有蓝色蓝色火

4、火焰出现焰出现在反应后的固体中滴加在反应后的固体中滴加稀盐酸稀盐酸，若有，若有气泡气泡产生，产生，证明其中有证明其中有铁铁。4、操作步骤操作步骤（1）检查装置的气密性检查装置的气密性。 （2） 将将CO验纯。验纯。 （3） 点燃装置最后边的酒精灯。点燃装置最后边的酒精灯。（4）通入一氧化碳通入一氧化碳气体。气体。（5）点燃酒精喷灯点燃酒精喷灯进行加热。进行加热。（6）结束时）结束时先撤灯先撤灯，后撤气，再熄，后撤气，再熄灭最后的酒精灯。灭最后的酒精灯。为了排尽试管内的空气，否则加热可能会引起爆炸。为了排尽试管内的空气，否则加热可能会引起爆炸。1.实实验开始时，要先通一会儿验开始时，要先通一会儿

5、CO 后后再点燃酒精喷灯，再点燃酒精喷灯，为什么？为什么？操作中的注意事项操作中的注意事项2.实实验结束时，应先撤酒精喷灯，继续通验结束时，应先撤酒精喷灯，继续通CO至玻璃管至玻璃管冷却，为什么？冷却，为什么？防防止进入的空气使生成的铁在高温下又被氧化止进入的空气使生成的铁在高温下又被氧化。一氧化碳一氧化碳早早出出晚归晚归酒精喷灯酒精喷灯迟到迟到早退早退5、对实验的改进对实验的改进尾气处理多样化尾气处理多样化石石灰灰水水操操作步骤上作步骤上的改进的改进5、对实验的改进对实验的改进尾气处理多样化尾气处理多样化钢铁是怎样炼成的钢铁是怎样炼成的炼铁高炉示意图炼铁高炉示意图工业炼铁工业炼铁1.原料原料

6、:3.设备设备:高炉高炉铁矿石铁矿石焦炭焦炭石灰石石灰石空气空气2.原理原理:高温高温Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2C + CO2 高温高温 2COC + O2 点燃点燃 CO21、炼铁中各原料的作用：、炼铁中各原料的作用： 铁矿石铁矿石- 焦焦 炭炭- 石灰石石灰石- 空空 气气-提供铁元素提供铁元素a、燃烧产生热量、燃烧产生热量b、产生还原剂、产生还原剂 CO制造炉渣制造炉渣提供氧气提供氧气2、产品、产品： 生铁生铁（含碳（含碳2 4.3的铁合金）的铁合金）拓拓展迁展迁移移1.1.若若用用磁铁矿磁铁矿（主要成分（主要成分F F3 3O O4 4) )来来炼铁，化学方炼铁，化学方程式该

7、怎么写？程式该怎么写？ CO+ Fe3O4 FeCO2高温高温课外充电：课外充电：1、查阅资料，了解、查阅资料，了解加热加热与与高温高温的区别，了解酒精灯的区别，了解酒精灯与酒精喷灯的温度范围。与酒精喷灯的温度范围。2、思考：玻璃管内的、思考：玻璃管内的固体固体物质在反应后质量会物质在反应后质量会减少减少，减少的是谁的质量？减少的是谁的质量？生铁和钢的区别在于生铁和钢的区别在于含碳含碳量量不同。那么不同。那么炼钢就是降炼钢就是降低生铁中的含碳量低生铁中的含碳量原料：原料：生铁、生铁、氧气氧气原理：原理： 把生铁中的把生铁中的碳碳氧化从而降氧化从而降低含碳量低含碳量C + O2 = CO2点燃点

8、燃产品产品：钢：钢可铸、可锻、可铸、可锻、可压延可压延可铸可铸不可锻不可锻转转 炉炉 炼炼 钢钢为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨亿吨而发行的邮票而发行的邮票Cu2(OH)2CO3H2+CuO2CuO+H2O + CO2Cu+ H2O观察活动观察活动绿色绿色黑色黑色黑色黑色红色红色 2Al2O34Al 3O2 通电通电如：电解氧如：电解氧化铝制铝化铝制铝：电电解氯解氯化镁制镁化镁制镁： MgCl2Mg Cl2 通电通电5、Au、Pt以单质极少量存在于自然界，可采以单质极少量存在于自然界，可采用用物理方法物理方法获得。获得。例如：例如：CuSO4 + Fe = FeSO4

9、 + Cu 4、湿法冶金：、湿法冶金：（沙（沙里里淘金）淘金）有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例1、1000t含含杂质杂质20%的的赤铁矿石赤铁矿石中中含含氧氧化铁化铁的质量的质量是多少？是多少？氧化铁的质量氧化铁的质量：1000t（1- 20%）=800t纯物质的质量纯物质的质量=不不纯样品的总质量纯样品的总质量物质的质量分数物质的质量分数不纯物质的质不纯物质的质量量= 纯物质的质量纯物质的质量例例3：用：用1000t含含氧化铁氧化铁80%的的赤铁矿石赤铁矿石，理论上可以炼出含理论上可以炼出含铁铁96%的的生铁生铁多少吨？多少吨？注意：注意：带入化学方程式计算的数据应是带入化学方程式计算的数据应是 纯净物纯净物的质量的质量赤铁矿石赤铁矿石 氧化铁氧化铁 铁铁 生铁生铁解：设可以炼出生铁的质量为解：设可以炼出生铁的质量为X 高温高温1601121000t80X961601121000t80X96X583.3吨吨答：可炼出生铁答：可炼出生铁583.3吨吨1000t1000t80XX96生铁的质量生铁的质量1000t