第二节----金属矿物---铁的冶炼...ppt

《第二节----金属矿物---铁的冶炼...ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二节----金属矿物---铁的冶炼...ppt（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二节第二节 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼金属的存在形式单质：少数化学性质较不活泼的金属，如铂、金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠、钙等金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。自然界以自然界以单质单质形式形式存在的存在的金金自然界以自然界以单质单质形式形式存在的存在的银银常见几种金属矿物的成分常见几种金属矿物的成分磁铁矿磁铁矿褐铁矿褐铁矿赤铁矿赤铁矿Fe3O4Fe2O3XH2OFe2O3黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铜矿赤铜矿 Cu2O 孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿和赤铜矿等。黄铜矿：黄铜矿：CuFeS2辉铜矿：

2、辉铜矿：Cu2S孔雀石：孔雀石：Cu2(OH)2CO3)Cu5FeS4Cu2OCuFeS2Cu2(OH)2CO3)铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。铝土矿铝土矿:Al2O3Al2O3KAl(SO4)2磁铁矿磁铁矿（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤铁矿赤铁矿（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）黄铁矿（黄铁矿（主要成分主要成分FeSFeS2 2）菱铁矿（菱铁矿（主要成分主要成分FeCOFeCO3 3）想一想想一想：假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？70%70%72.4%72.4%48.

3、3%48.3%46.7%46.7%由于由于铁的化学性质比较活泼铁的化学性质比较活泼,它在自然它在自然界中以界中以化合物化合物的形式存在的形式存在,在地壳中含量在地壳中含量位居金属元素的位居金属元素的第二位第二位，仅次于铝，约占，仅次于铝，约占地壳总质量的地壳总质量的4.75%4.75%。我国大型铁矿有：辽宁鞍山、湖北大我国大型铁矿有：辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花。冶、四川攀枝花。使金属矿物变成金属的过程，使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。叫做金属的冶炼。小资料3、铁冶炼的化学原理：CO还原Fe2O3实验步骤：实验步骤：（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；(

4、通入通入co)（2）（点燃）（点燃酒精灯酒精灯）再再给氧化铁加热；给氧化铁加热；（3）停止加热）停止加热；（熄灭（熄灭酒精喷灯酒精喷灯）（4）待试管内的物质冷却后停止通一氧化碳）待试管内的物质冷却后停止通一氧化碳。(停止通停止通co)CO:酒精灯酒精灯:迟到早退迟到早退早出晚归早出晚归红棕色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.红棕色的固体逐渐变成 黑色，且能被磁铁吸引；2.产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体。3、酒精灯处产生蓝色火焰 实验现象：实验现象：相关化学反应方程式：相关化学反应方程式：CO+Fe2O3 Fe+CO2高温高温32 3

5、CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O1、澄清石灰水的作用是什么？、澄清石灰水的作用是什么？2、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？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直至试管内直至试管内物质冷却？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COCO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、热时发生爆炸防止防止FeFe又被氧化成又被氧化成Fe2O3 防止石灰水倒吸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Page 15n1、还原法n把金属矿物与焦炭、氢气、一氧化碳等还原性物质一起加热反应。金属的冶炼方法金属的冶炼方法Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温高温2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 高温高温 Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O 高温高温 物质物质失去氧失去氧的反应称为的反应称为还原反应还原反应，物质，物质得到氧得到氧的反应称为的反应称为氧化反应氧化反应。Page 16nCuO+H2 Cu+H2OnCuO+CO Cu+CO2n2CuO+C 2Cu+CO

7、2 高温高温 还原氧化铜制铜还原氧化铜制铜Page 17n2、电解法n某些活泼的金属很难从其矿石中还原出来，需用电解的方法。n（1）电解熔融氧化铝制金属铝：n 2Al2O3 4Al+3O2n（2）电解熔融的氯化钠：n 2NaCl 2NaCl+Cl2金属的冶炼方法金属的冶炼方法通电通电Page 18n3、热分解法n有些金属的氧化物受热易分解，可用加热的方法。n 氧化汞制水银：n 2HgO 2Hg+O2金属的冶炼方法金属的冶炼方法Page 19n4、湿法冶金n铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，这种方法是现代湿法冶金的原理:nFe+CuSO4 FeSO4+Cu金属的冶炼方法金属的冶炼方法1.工业炼铁的主要

8、设备是：高炉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（是工业上炼得的不是纯铁（是生铁生铁混混合物）合物）主要反应：主要反应：原料：原料：原料：原料：铁矿石、焦炭、铁矿石、焦炭、铁矿石、焦炭、铁矿石、焦炭、石灰石、空石灰石、空石灰石、空石灰石、空 气气气气2.2.工业炼铁原料的作用：工业炼铁原料的作用：（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

9、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 提供氧气提供氧气提供氧气提供氧气涉及到杂质问题的计算：涉及到杂质问题的计算：化学方程式所表达的都是纯净物质发化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是生化学变化时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是纯净物之间的数量关系在实际生产中，所用的原料或产物一般纯净物之间的数量关系在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉

10、及到杂质的计算问题。当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物质的质量问题。当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量，再进行计算换算成纯净物质的质量，再进行计算 纯物质质量不纯物质总量纯物质质量不纯物质总量纯物质所占质量纯物质所占质量分数分数 例例3 3、计算多少吨铁的质量分数为、计算多少吨铁的质量分数为96%96%的生铁中含铁的生铁中含铁560t560t？例例2 2、1000t1000t含杂质含杂质20%20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？解：解：1000t1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1

11、000t1000t(1-20%)=800t(1-20%)=800t解：生铁的质量为：解：生铁的质量为：560t560t96%=583t96%=583t例例4 4、某钢铁厂每天需要消耗、某钢铁厂每天需要消耗1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁96%96%的生的生铁多少吨？铁多少吨？解解1:1:设每天可炼出的设每天可炼出的生铁生铁质量为质量为X X FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2 160 112 160 112 1000t 1000t80%80%X X96%96

12、%160 112 160 112 800t 800t X X96%96%X=X=560t560t答：略答：略高温高温解解2:2:设每天以炼出的设每天以炼出的铁铁质量为质量为X X FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2 160 112 160 112 1000t X 1000t X 160 112 160 112 1000t X 1000t X X=700t X=700t答：略答：略高温高温80%800t537.6t537.6t生铁的质量生铁的质量=537.6t537.6t96%96%=560t560t练习：要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化

13、铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？解：设需要含为80%的赤铁矿石的质量为x生铁1600吨含纯为1600吨（12%）=1568吨Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2160 112x80%1568吨 x=2800吨答：需这种赤铁矿石2800吨。高温高温Page 25在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由_色变成色变成_色，这时氧化铁变成色，这时氧化铁变成_，实验中，实验中石灰水会变石灰水会变_，用酒精灯点燃尾气的作用，用酒精灯点燃尾气的作用是是_。红红黑黑铁铁

14、白色浑浊白色浑浊防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳污染空气请写出相关的化学方程式：请写出相关的化学方程式：_Page 26在实验生产中，所用的原料或产物一般含有杂质，在实验生产中，所用的原料或产物一般含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以的赤铁矿，理论上可以 炼出含铁炼出含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？练习：某钢铁厂每天消耗练习：某钢铁厂每天消耗2000t含氧化铁含氧化铁80%的赤的赤 铁矿，理论上可以炼出含铁铁矿，理论上可以炼出含铁98%的生铁多的生铁多 少吨？少吨？1.（1

15、1）用）用COCO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 CO 熄灭酒精灯熄灭酒精灯 停止通停止通COCO（2 2）尾气要处理的原因：）尾气要处理的原因：（3 3）如果将）如果将COCO改为改为H H2 2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

16、、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 D高温下高温下COCO还原还原CuOCuOB 工业上以赤铁矿（Fe2O3）为原料冶炼铁。某钢铁厂冶炼896Kg铁，需要含Fe2O3 64%的赤铁矿多少千克？随堂练习4：1.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

17、.Si.Al.Fe.CaFe化合物赤铁矿磁铁矿Fe2O3Fe3O4焦炭焦炭 A B铁铁 高温高温过量空气过量空气 高温高温 焦炭焦炭 高温高温赤铁矿石赤铁矿石某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有FeFe2 2O O3 3 ）、焦炭、空气等，主要反应过程如下）、焦炭、空气等，主要反应过程如下图示：图示：炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。在上述框图中在上述框图中A、B所对应的有关反应生成物的化所对应的有关反应生成物的化学式分别是：、学式分别是：、。写出上述反应的化学方程式。写出上述反应的化学方程式。；在此过程中，焦炭的作用是在此过程中，焦炭的作用是、。高炉高炉一氧化碳一氧化碳点燃点燃C+O2 =CO2高温高温C+CO2 =2COFe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温产生一氧化碳产生一氧化碳提供热量提供热量二氧化碳二氧化碳将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣转变为炉渣点燃点燃 C+O2 =2CO2高温高温 C+CO2=2CO（FeFe2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出渣口出渣口 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温高炉气体高炉气体高炉气体高炉气体 产生一氧化碳产生一氧化碳 提供热量提供热量