(精品)6.3金属矿物与冶炼 (5).ppt

-金属的冶炼金属的冶炼问题的提出问题的提出:自然界中除了陨铁以外，没有现成的铁，自然界中除了陨铁以外，没有现成的铁，那么我们的生活中使用的钢铁是怎么来的那么我们的生活中使用的钢铁是怎么来的呢？呢？我们是怎样得到金属单质的呢？我们是怎样得到金属单质的呢？一、常见的金属矿物 1.金属元素在自然界的存在形态金属元素在自然界的存在形态 游离态（元素以单质形态存在）：游离态（元素以单质形态存在）：少数很少数很 不活泼金属如金、银、不活泼金属如金、银、铂铂 化合态（元素以化合物形态存在）：化合态（元素以化合物形态存在）：绝大多数金属以化合物形态存在绝大多数金属以化合物形态存在 于矿物中于矿物中2.2.常见的几种矿石常见的几种矿石在地壳中，矿物常与在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，岩石混合共存在一起，形成矿石形成矿石赤铁矿赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿磁铁矿（Fe3O4）钛铁矿钛铁矿（FeTiO3）黄铁矿黄铁矿（FeS2）孔雀石孔雀石（Cu2(OH)2CO3）赤铜矿赤铜矿（Cu2O）铝土矿铝土矿（Al2 O3）金属的冶炼金属的冶炼实质是把金属从实质是把金属从矿石中还原出来的过程矿石中还原出来的过程铁矿石是怎样炼成铁的铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。研究铁冶炼的化学原理。实验的原理实验的原理实验的步骤实验的步骤实验的现象实验的现象实验注意那些问题？（先加热还是先通气实验注意那些问题？（先加热还是先通气？实验完毕是先停止加热吗？）？实验完毕是先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）完毕的尾气怎么处理？）一氧化碳还原氧化铁实验一氧化碳还原氧化铁实验实验实验原理：原理：实验操作：实验操作：1、按上图组装仪器，并检查按上图组装仪器，并检查其气密其气密性性2、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上3、把硬质玻管接入装置系统中，、把硬质玻管接入装置系统中，先通入一氧化碳先通入一氧化碳气气体体排空气排空气；待空气排待空气排尽后，点燃出气口处的酒精灯及尽后，点燃出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化4、当红棕色粉末已转变成黑色后，、当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再先停止加热，再通一会儿一氧化碳，通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却直至玻璃管冷却实验现象：实验现象：红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊水逐渐变浑浊注意问题：注意问题：1、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸与空气混合受热爆炸2、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）实验改进：实验改进：可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用或把尾气烧或把尾气烧掉，防止污掉，防止污染空气染空气1、生铁的冶炼主要反应原料原料工业炼铁的主要设工业炼铁的主要设备是高炉备是高炉石灰石的作用是使有矿石灰石的作用是使有矿石中的脉石（如二氧化石中的脉石（如二氧化硅）转变成炉渣而除去硅）转变成炉渣而除去四、生铁和钢（铁的合金）铁合金铁合金铁合金铁合金生铁生铁生铁生铁钢钢钢钢含碳量含碳量含碳量含碳量含杂质（含杂质（含杂质（含杂质（硫、硫、硫、硫、磷磷磷磷 等等）机械性能机械性能机械性能机械性能机械加工机械加工机械加工机械加工2%4.3%0.03%2%多多少少硬硬而脆而脆硬硬而韧而韧良好的延展性良好的延展性和弹性和弹性可铸不可煅可铸不可煅可铸可煅可铸可煅2.钢的冶炼原料：生铁原料：生铁原理：在炼钢炉里吹进氧气，降低生铁中原理：在炼钢炉里吹进氧气，降低生铁中 碳的含量并除去硫、磷杂质（氧化）碳的含量并除去硫、磷杂质（氧化）设备：平炉、电炉、转炉设备：平炉、电炉、转炉议议一一议议1、金属材料是取之不尽、金属材料是取之不尽用之不竭的吗？用之不竭的吗？2、钢铁材料和设备会因、钢铁材料和设备会因什么而报废？什么而报废？3、钢铁生锈可给我们带来钢铁生锈可给我们带来哪些危害？哪些危害？资料：资料：据有关资料报道，现在世界上每年据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的产量的20%40%。根据以上资料同学们了解了钢铁损耗的根据以上资料同学们了解了钢铁损耗的主要原因是由钢铁的锈蚀引起的，那么引起主要原因是由钢铁的锈蚀引起的，那么引起钢铁生锈有哪些条件？如何防止钢铁生锈呢钢铁生锈有哪些条件？如何防止钢铁生锈呢？我们在本节课上共同探究这个问题：？我们在本节课上共同探究这个问题：生活中的铁器在什么环境生活中的铁器在什么环境下更容易生锈？下更容易生锈？想一想想一想我们以铁钉为例，设计实验以证明我们以铁钉为例，设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。铁制品锈蚀的条件。一、在试管一、在试管1中加入中加入少量的蒸馏水少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在使铁钉的一半浸没在水中水中二二、在试管、在试管2中注入中注入沸水，使其侵没铁钉，上面加上植物沸水，使其侵没铁钉，上面加上植物油并油并塞紧橡皮塞塞紧橡皮塞三三、在试管在试管3中加入铁钉，塞紧橡皮塞中加入铁钉，塞紧橡皮塞铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究现象现象分析分析结论结论试管试管试管试管试管试管生锈生锈生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触在水、在水、在水、在水、氧气同氧气同氧气同氧气同时存在时存在时存在时存在的环境的环境的环境的环境中铁能中铁能中铁能中铁能生锈生锈生锈生锈。讨论讨论自行车的构件如支架、链条、钢圈等，自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？分别采取了什么防锈措施？答：刷漆、涂答：刷漆、涂油、电镀等油、电镀等 保护保护金属资源金属资源 防止金属腐蚀防止金属腐蚀（1）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属（2）合理开采矿物）合理开采矿物（3）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品从资源的采集和开采方面从资源的采集和开采方面从保护金属材料和制品方面从保护金属材料和制品方面