第2节金属矿物铁的冶炼.ppt

1、第2节 金属矿物 铁的冶炼,1.了解常见的金属矿物。 2.知道从铁矿石中将铁冶炼出来的方法。 3.了解冶炼金属的其他方法。,钢铁工业是衡量一个国家综合经济实力的标志性工业。你知道钢铁是怎么样炼成的吗？,一、常见的金属矿物,1.分布和存在,金属在自然界中主要是以单质形式存在，还是以化合物形式存在？,极少数金属以单质（游离态）形式存在,自然界中以单质的形式存在的银,自然界中以单质的形式存在的金,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的形式（化合态）存在,思考：为什么金、银等少数金属以单质的形式存在？而大多数金属以化合物的形式存在呢？,地壳中含量在前四位的

2、金属元素分别是什么？,2.常见矿石,赤铁矿,Fe2O3,黄铁矿,FeS2,褐铁矿,Fe2O3XH2O,磁铁矿,Fe3O4,菱铁矿,FeCO3,铝土矿,Al2O3,孔雀石,Cu2(OH)2CO3,赤铜矿,Cu2O,黄铜矿,CuFeS2,铁元素在自然界中分布很广，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 铁矿等。使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶 炼。,二、铁的冶炼,实验前观察,颜色：_ 状态：_ 能否被磁铁吸起？,红棕色,固体粉末,否,Fe2O3,1.反应前先检查装置的。 2.装入药品，连接好装置。 3.先制

3、CO气体，然后验纯，若较纯，先通一会儿CO气体,再用酒精 喷灯对着氧化铁加热。尾气的处理： 方法一：；方法二：_； 方法三：_，目的：_。 4.观察氧化铁的颜色变化和澄清石灰水的变化； 5.反应结束，先撤氧化铁处的酒精喷灯，稍冷却后停止通CO气体。 6.待冷却后取出产物，用磁铁吸引，看能否被吸起，判断反应中 生成了什么物质。,实验步骤:,气密性,点燃,用气球收集,防止污染空气,再利用,演示实验,实验后观察,颜色： 状态： 能否被磁铁吸起？,产物,黑色,固体粉末,能,结论：,产物中有铁生成,以防CO泄漏，污染大气,以防CO不纯，加热时发生爆炸,排尽装置中的空气，以防加热时发生爆炸,以防空气进入与

4、灼热的铁反应，将其重新氧化,以防未反应的CO污染大气,实验步骤:,1.组装查密 2.装入药品 3.验纯通气 4.点灯除尾 5.排空点灯 6.熄灯通气 7.冷却停气,铁冶炼的化学原理,一氧化碳与氧化铁反应,基本反应原理：,Fe2O3 +CO = Fe+CO2,高温,Fe2O3Fe,3,2,3,1,现象：,硬质玻璃管中粉末由红变黑；,试管中澄清石灰水变浑浊；,尾气可燃，火焰呈蓝色。,工业炼铁,上述反应原理也用于工业炼铁:,原料：,主要反应:,高炉,铁矿石、焦炭、热空气、石灰石,工业炼铁的主要设备：,燃烧放热； 生成还原性气体CO。,造渣除杂,Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,高温,Fe3O4

5、+CO = Fe+CO2,高温,4,3,4,1,炼 铁 高 炉 的 结 构,炼 铁 工 业 设 备 图,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,思考题：,把金属矿物与焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。冶炼锰、锌、铁、镍、铅等都是用这种方法。 举例：,第一种方法:,高炉炼铁,金属的常用冶炼方法,Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2,高温,Fe2O3+3H2 = 2Fe+3H2O,高温,2

6、Fe2O3+3C = 4Fe+3CO2,高温,电解法 冶炼钠、钾、镁、铝等都是用这种方法。 举例：,2Al2O3 4Al + 3O2,通电,第二种方法:,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,第三种方法:,（即物质跟氧结合的反应称为氧化反应。物质失 去氧的过程称为还原反应。）,通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物 （如氧化铁）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。,如在反应3

7、COFe2O3 2Fe3CO2中，Fe2O3失去氧的过 程，Fe2O3被还原。Fe2O3发生的反应是还原反应。,【典例】下图是实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置图，试回答。,(1)仪器的名称是_。 (2)实验过程中仪器中的现象是_。 仪器中发生反应的化学方程式是_。 (3)实验过程中的尾气不能直接排入大气中的原因是_ _。 【答案】(1)酒精灯 (2)固体由红色变黑色 Ca(OH)2+C02=CaCO3+H20 (3)防止CO气体污染环境,B,1.（1）磁铁矿的主要成分是：_；（填化学式） （2）写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式： _ （3）高炉炼铁得到的主要产品是_；（填序号） A纯铁 B生铁 C钢,Fe3O4,2.如图是用一氧化碳 还原氧化铜的实验装置， 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。,粉末由黑变红,Cu,澄清石灰水变浑浊,CO2,（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中的目的是_。 （4）