第一节 铁的冶炼.ppt

1、铁 的 冶 炼,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 ）磁铁矿（主要成分为 ）、菱铁矿、黄铁矿等。,一点通,赤铁矿（Fe2O3）,磁铁矿（Fe3O4）,黄铁矿（FeS2）,褐铁矿（Fe2O3nH2O）,黄铜矿（CuFeS2）,方铅矿（PbS）,孔雀石（Cu2(OH)2CO3）,软锰矿（MnO2）,形成 化合物,形成单质,化合态,绝大多数金属,很少数不活泼金属,元素以,形式存在,游离态,元素以,形式存在,金属的存在形式,金属的冶炼:,使金属矿物变成金属的

2、过程.,怎样从矿石中把铁炼出来呢?,交流与讨论,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？,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。,金属铁的冶炼,是把它们的矿物跟易得氧的物质一起加热反应，以夺氧的方式还原铁的氧化物。通常使用的还原剂是CO。以赤铁矿为例，其化学方程式为：,一、铁的冶炼,1、通入一氧化碳前要先 。 2、澄清石灰水的作用是_？实验中会出现什么现象？ 3、如何验证实验中产生了铁？,检查装置的气密性,验证反应是否产生CO2；浑

3、浊,用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。,实验现象,1、红色的固体逐渐变成黑色； 2、澄清的石灰水变浑浊。,化学方程式,（1）向玻璃管内通入一氧化碳气体；(通入co) （2）给氧化铁加热； （点燃酒精灯） （3）停止加热； （熄灭酒精灯） （4）待试管内的物质冷却后停止通一氧化碳。 (停止通co),实验步骤,1、实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？ 2、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？,排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸,防止热的铁再次被氧化以及防止石灰水倒吸,产生蓝色火焰,3、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？,因为CO有毒会污染环境,二、工业炼铁,焦

4、炭,铁矿石,石灰石,热空气,生铁出口,炉渣出口,炼铁高炉模型,1.工业炼铁的主要设备是：,高炉,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（吸热）,C+CO2=2CO （吸热）,C+O2=CO2 （放热）,高温,高温,点燃,工业上炼得的不是纯铁（生铁）混合物,高温,4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2,1.（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

5、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,有关杂质问题的计算,例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含 氧化铁的质量是多少？,氧化铁的质量： 1000t （ 1- 20% ）=800t,纯净物的质量= 混合物的质量物质的质量分数,例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？,例2、计算多少吨含铁的质量分数为96%生铁中，含铁560t？,生铁的质量： 560t96%=583.3t,不纯物质的质量= 纯物质的质量物质的质量分数,例3：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？,赤铁矿石氧化铁铁生铁

6、,生铁的质量：,注意：带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量,1000t80% 70%96%=583.3t,练习：要炼出含杂质2%的生铁3200吨， 需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁 矿石多少吨？,生铁铁氧化铁赤铁矿石,3200t（1-20%）70%80%=4571.5t,冶炼方法的选择,简单，实用，节省的原则,1、热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。,2HgO = 2Hg + O2,2Ag2O = 4Ag + O2,2热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。,高温,高温,高温,Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2,WO3+ 3 H2 = W+3H2O,Cr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O3,2Al2O3=4Al+3O2 2NaCl=2Na+Cl2,3电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。,电解,电解,解读氧化还原反应,Fe2O3：能提供氧，具有氧化性；（氧化剂） CO：能夺氧，具有还原性。（还原剂）,注意：氧化反应和