52金属矿物__铁的冶炼.ppt

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1、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 ）、（主要成分为 ）、菱铁矿、黄铁矿等。O.Si.Al.Fe.CaFe化合物赤铁矿磁铁矿Fe2O3Fe3O4赤铁矿褐铁矿黄铁矿磁铁矿孔雀石赤铜矿常见的金属矿物常见的金属矿物我国几个大型的铁矿辽宁鞍山湖北大冶四川攀枝花5.2金属矿物金属矿物铁的铁的冶炼冶炼赤铁矿褐铁矿黄铁矿磁铁矿孔雀石赤铜矿一一.常见的金属矿物常见的金属矿物金属的冶炼金属的冶炼:即：金属化合物金属单质化合态单质态转变成转变成使金属矿物变成金使金属矿物变成金属

2、的过程属的过程.铁的冶炼：铁的冶炼：铁的化合物转变成转变成铁单质二二.铁的冶炼铁的冶炼CO澄清石灰水气囊Fe2O3讨论讨论CO变浑浊变浑浊磁铁磁铁澄清石灰水澄清石灰水讨论讨论1、此实验的化学反应、此实验的化学反应方程式是？方程式是？2、这个实验应该注意哪、这个实验应该注意哪些问题？些问题？讨论3CO+Fe2O3 3CO2+2 Fe高温实验实验 1、实验步骤应是：先通一会儿CO再加热，实验结束后先撤酒精灯、冷却后撤CO。2、尾气要用气囊收集。原因原因1、实验步骤应是：先通一会儿、实验步骤应是：先通一会儿CO再加热，再加热，实验结束后先撤酒精灯，冷却后撤实验结束后先撤酒精灯，冷却后撤CO。CO有剧

3、毒要注意尾气处理。注意事项及其原因 （1）CO是可燃性气体，加热前应保持管内气体纯度防止爆炸。（2）防止Fe又生成Fe2O3以至实验失败。2、尾气要用气囊收集。、尾气要用气囊收集。实验实验一氧化碳与氧化铁反应红棕色实验前观察实验前观察颜色：颜色：状态：状态：能否被磁铁吸起？能否被磁铁吸起？红棕色红棕色固体粉末固体粉末否否FeFe2 2O O3 3实验后观察实验后观察颜色：颜色：状态：状态：_ 能否被磁铁吸起？能否被磁铁吸起？澄清石灰水澄清石灰水_ 产物产物黑色黑色固体粉末固体粉末能能结论：结论：产物中有产物中有铁和二铁和二氧化碳氧化碳生成生成变浑浊变浑浊 1.红棕色红棕色的固体逐渐变成的固体逐

4、渐变成 黑色黑色，且能被磁铁吸引；且能被磁铁吸引；2.产生能使澄清的石灰水变浑浊的产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体。气体。归纳实验现象归纳实验现象写出有关化学反应方程式写出有关化学反应方程式CO+Fe2O3Fe+CO2高温高温32 3CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O（1）向玻璃管内通入一氧化碳气体；）向玻璃管内通入一氧化碳气体；(通入通入co)（2）给氧化铁加热；）给氧化铁加热；（点燃（点燃酒精灯酒精灯）（3）停止加热；）停止加热；（熄灭（熄灭酒精灯酒精灯）（4）待试管内的物质冷却后停止）待试管内的物质冷却后停止 通一氧化碳通一氧化碳。(停止通停止通co)归纳实验步骤归纳实验步骤(

5、CO:早出晚归早出晚归 酒精灯酒精灯:迟到早退迟到早退)1、澄清石灰水的作澄清石灰水的作用是什么？用是什么？2、为什么要进行尾气处理？尾气如何、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？处理？3、实验中为什么要先通一段时间、实验中为什么要先通一段时间CO，再加热再加热Fe2O3？4、实验结束后实验结束后,为什么要先停止加热继续通为什么要先停止加热继续通CO直至试管直至试管内物质冷却？内物质冷却？5、如何验证实验中产生了铁、如何验证实验中产生了铁？点燃或收集点燃或收集检验生成的二氧化碳检验生成的二氧化碳因为因为CO有毒会污染环境有毒会污染环境排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸排出装置中的空气，防止加

6、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防止热的铁再次被氧化以及防止石灰水倒吸用磁铁吸引或加入稀酸用磁铁吸引或加入稀酸产生产生蓝色蓝色火焰火焰1.工业炼铁的主要设备是：工业炼铁的主要设备是：高炉高炉工业炼铁工业炼铁2.2.工业炼铁的原料及其作用：工业炼铁的原料及其作用：（1 1）铁矿石：）铁矿石：（2 2）焦）焦 炭炭:（3 3）石灰石：）石灰石：（4 4）空）空 气气:提供铁元素提供铁元素提供铁元素提供铁元素a.a.a.a.提供热源、维持炉温提供热源、维持炉温提供热源、维持炉温提供热源、维持炉温b.b.b.b.提供提供提供提供COCOCOCO形成炉渣形成炉渣形成炉渣形成炉渣 提供氧

7、气提供氧气提供氧气提供氧气（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）转变成炉渣而除去高炉中的主要反应高炉中的主要反应3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2（吸热）（吸热）C+CO2=2CO （吸热）（吸热）C+O2=CO2 （放热）（放热）高温高温高温高温点燃点燃工业上炼得的不是纯铁（工业上炼得的不是纯铁（生铁）生铁）混合物混合物高温高温4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2（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

8、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、转炉生铁生铁和钢（铁的合金）和钢（铁的合金）阅读阅读课本课本118页弄清楚以下几个问题页弄清楚以下几个问题铁合金铁合金生铁生铁钢钢含碳量含碳量含杂质（含杂质（硫、硫、磷磷 等）机械性能机械性能机械加工机械加工2%4.3%0.03%2%多多少少硬而脆硬而脆硬而韧硬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用氧化铜代替氧化铁进行实验，结果会怎样？用氧化铜代替氧化铁进行实验，结果会怎样？现现 象：象：化学方程式：化学方程式：黑色粉末逐渐

9、变成光亮的红色，澄清的石灰水黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清的石灰水变浑浊变浑浊三三.铜的冶炼铜的冶炼探究活动探究活动 【实验【实验6-4】孔雀石孔雀石加热分解加热分解【实验【实验6-5】氧化铜氧化铜的还原的还原孔雀石孔雀石石灰水石灰水主要成分是碱式碳酸主要成分是碱式碳酸铜铜实验与事实实验与事实 项项 目目【实验实验6-46-4】孔雀石加】孔雀石加热热分解分解【实验实验6-56-5】氧化】氧化铜铜的的还还原原现现 象象推推 断断绿色粉末逐渐变成黑色；绿色粉末逐渐变成黑色；试管壁出现小水珠；试管壁出现小水珠；澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊黑色粉末逐渐变成光亮的红色；黑色粉末逐渐变成光亮的红色；

10、试管口出现试管口出现小雾珠小雾珠孔雀石受热分解生成氧化铜、孔雀石受热分解生成氧化铜、水、二氧化碳水、二氧化碳氢气还原氧化铜生成铜和水氢气还原氧化铜生成铜和水解释与结论解释与结论 注意事项注意事项：1、试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管。2、导气管的管口要插入小试管底部，氧化铜的上方但不要与 氧化铜接触。（目的：利于排尽空气）3、先通氢气，排净小试管内的空气后再加热。（目的：排尽试管内的空气，防止加热不纯的氢气发生爆炸）。4、黑色氧化铜全部转变为红色后，先移开酒精灯，继续通氢气。待试管冷却到室温，方可移去导气管，停止通气。（目的：防止生成的铜被空气中的氧气氧化）。1.1.活泼金属活泼金属

11、(如如K Na Mg AI):K Na Mg AI):电解法电解法2.2.一般金属一般金属(如如Zn Fe Sn Pb Cu):Zn Fe Sn Pb Cu):热还原法热还原法3.3.较稳定金属较稳定金属(如如Hg Ag):Hg Ag):直接加热法直接加热法 4.4.稳定金属稳定金属(如如Pt Au):Pt Au):可通过金沙可通过金沙淘洗获得淘洗获得5.5.湿法冶金：湿法冶金：Fe2O33CO2Fe3CO2高温高温2HgO=2Hg+O2小结：冶炼小结：冶炼金属的常用方法金属的常用方法Fe+CuSO4=FeSO4+Cu请你根据实验说说这三种方法的利与弊请你根据实验说说这三种方法的利与弊 湿法：

12、湿法：实验步骤少，实验中无需加热，实验成本低，实验步骤少，实验中无需加热，实验成本低，无污染无污染 热还原法：热还原法：步骤复杂，实验中需要加热，实验成本高，步骤复杂，实验中需要加热，实验成本高，浪费原料，且有一定的危险性，但无污染浪费原料，且有一定的危险性，但无污染 电解法：电解法：实验步骤少，但需要通电，消耗能源，实验步骤少，但需要通电，消耗能源，最大的不足是产生有害气体，污染空气。最大的不足是产生有害气体，污染空气。1.（1）用）用CO与赤铁矿石炼铁的实验步骤：与赤铁矿石炼铁的实验步骤：加热加热 通通CO 熄灭酒精灯熄灭酒精灯 停止通停止通CO（2）尾气要处理的原因：）尾气要处理的原因：

13、（3）如果将）如果将CO改为改为H2还要进行尾气处理吗？还要进行尾气处理吗？CO有剧毒会污染空气有剧毒会污染空气不需要，因为不需要，因为H2无毒无毒2.2.炼铁的原料是（炼铁的原料是（）A A、铁矿石、一氧化碳、空气铁矿石、一氧化碳、空气 B B、铁矿石、烟煤、生石灰铁矿石、烟煤、生石灰 C C、铁矿石、焦炭、空气铁矿石、焦炭、空气 D D、铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气D3.3.下列变化过程不属于金属冶炼的是（下列变化过程不属于金属冶炼的是（）A A电解氧化铝电解氧化铝 B B铁在氧气中燃烧铁在氧气中燃烧C C金属氧化物与焦炭在高温下反应金属氧化物与焦炭在高温下反应D

14、D高温下高温下COCO还原还原CuOCuOB4在化学变化中，如果在反应前后某元素化合价升高了，则含此元素的反应物叫做还原剂；如果在反应前后某元素化合价降低了，则含此元素的反应物叫做氧化剂。已知点燃铝热剂(铝粉和氧化铁粉末的混合物)，反应时能释放出大量的热量生成熔融状态的铁可用来修补铁轨。其反应的化学方程式如下：Fe2O32Al=Al2O32Fe。则此反应中，属于氧化剂的是 （）AFe2O3 BAl CAl2O3 DFe高温高温A+3+3005.现有现有 磁铁矿（主要成分：磁铁矿（主要成分：Fe3O4 )黄铁黄铁矿（主要成分矿（主要成分FeS2)赤铁矿（主要成分赤铁矿（主要成分Fe2O3），请你

15、从多角度分析三种矿石中哪种不适），请你从多角度分析三种矿石中哪种不适合用来炼铁，（填写序号）合用来炼铁，（填写序号）；原因：原因：含铁量不高且会产生二氧化硫污染空气分析：分析：磁铁矿（磁铁矿（Fe3O4）Fe%=72.4%赤铁矿（赤铁矿（Fe2O3）Fe%=70%黄铁矿（黄铁矿（FeS2）Fe%=46.7%6.参照工业炼铁的化学反应原理参照工业炼铁的化学反应原理,写出写出COCO与与FeFex xO Oy y反反应应的的化学方程式化学方程式 yCO +FexOy=xFe+yCO2高温高温7 7.将将6.96 g铁的某种氧化物在高温下与足量的铁的某种氧化物在高温下与足量的CO充分反充分反应，将生成的气体用足量的石灰水吸收，石灰水增重应，将生成的气体用足量的石灰水吸收，石灰水增重5.28g。则这种铁的氧化物是什么（通过计算说明。则这种铁的氧化物是什么（通过计算说明）解：该氧化物的化学式为解：该氧化物的化学式为FexOyyCO +FexOy=xFe+yCO256x+16y44y6.96g5.28g(56x+16y):44y=6.96g:5.28gx:y=3:4所以该氧化物是所以该氧化物是Fe3O4高温高温例：1000吨含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？典型习题