炼铁和炼钢.ppt

第二节铁的冶炼,一、常见金属矿物,1、分布和存在,极少数金属以单质存在,自然界中以单质存在的银,自然界中以单质存在的金,以化合物形式存在的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？,地壳中含量在前三位的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,我国大型铁矿有：辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花,使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。,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%。,早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。,选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。,我反思我提高,常见铁矿石有：赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿（Fe3O4）黄铁矿（FeS2），试讨论用铁矿石炼铁最好，理由是、。,含铁量高,产物对环境无污染,交流与讨论,一、铁的冶炼,（6）、待试管冷却后停止通一氧化碳。,CO:,早出晚归;,（1）、检查装置的气密性；,实验步骤:,酒精喷灯:,迟到早退,（2）、装入药品并固定；,（3）、向玻璃管内通入一氧化碳气体；,（4）、给氧化铁加热；,（5）、停止加热；,一氧化碳与氧化铁的反应现象：_方程式：_,红色固体逐渐变黑,石灰水变浑浊。,1、反应刚开始时为什么要先通一氧化碳后加热氧化铁？2、为什么当红色粉末变成黑色时要等试管冷却后才停止通入一氧化碳能否先停止通一氧化碳后停止加热？,答：为了排尽试管中的空气以免引起一氧化碳燃烧而发生爆炸。,答：防止空气中的氧气和灼热的铁反应使实验失败，同时也能防止石灰水倒吸。,问题,工业炼铁,原料：,高炉,铁矿石、焦炭、热空气、石灰石,主要设备：,提供热源、维持炉温；生成还原气CO。,造渣除杂,C+O2CO2,高温,CO2+C2CO,高温,产品：,原理：焦炭在炉内反应生成一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。高温3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,生铁,铁矿石,焦炭,炉渣出口,生铁出口,石灰石,炼铁高炉,某钢铁公司拥490万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得的生铁中最多含铁多少万吨？工业上用高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳气体，同时可得到生石灰（CaO）。若煅烧含碳酸钙80%的石灰石250吨，则可得二氧化碳气体多少？残渣中氧化钙的质量是多少？,交流与讨论,一氧化碳的化学性质,毒性,（2）可燃性,（3）还原性,1、你能说出几种鉴别CO和CO2气体的方法？,分别通入澄清的石灰水中，观察石灰水是否变浑浊,（2）分别通入石蕊试液中，观察溶液是否变红,（3）用燃着的木条分别伸入，观察火焰是否熄灭,（4）分别通入灼热的氧化铜观察是否有红色的铜生成。,1、氢气和一氧化碳有相似的物理性质，它们都是_颜色，_气味的气体,_溶于水。相似的化学性质是都有_性和_性。工业上常用它们冶炼金属，主要是利用它们的_性,还常用作气体燃料,是利用它们的_性。,回忆与复习,1、什么叫铁的冶炼？2、生铁与钢的的区别是什么？3、课本P124第6题:某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦碳、空气等，主要反应过程如下图所示,焦碳,过量空气、高温,二氧化碳,焦碳、高温,一氧化碳,赤铁矿石、高温,铁,（1）,（2）,（3）,(1)C+O2=CO2,(2)CO2+C=2CO,(3)3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,点燃,高温,高温,4、钢和生铁的性能如何?,生铁硬而脆可铸不可煅；钢硬而韧可铸又可煅,炼钢,生铁和钢的区别在于含碳量不同。那么炼钢就是降低生铁中的含碳量,原料：生铁、氧气设备：高炉原理：把生铁中的碳氧化从而降低含碳量,生铁炼钢原理：C+O2=CO2,点燃,生铁和钢都是铁的合金。那么什么叫合金？合金有什么性能？,纯金属很难满足各种特殊要求。为此，人们在生产实践中制造出许许多多的具有特殊性能“新型金属合金”,是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。如：,人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形成的合金,世界上最常见、应用很广泛的钢是由铁、碳等元素形成的合金,合金,通常所说的“金属材料”，既包括各种纯金属，也包括各种合金,三、合金,金属在生活、生产中非常广泛的应用。不同的用途需要不同性能的金属。,如：做飞机机翼的金属，需要坚硬而质轻；,用于制造切割工具的金属，需要有很大的硬度,制造电灯丝的金属熔点要高。制造保险丝的金属熔点要低,制造化工生产设备的金属要耐腐蚀等等,合金钢,铜合金,保险丝（武得合金）,铝合金窗,铱铂合金笔,钛合金与人造骨,多种多样的合金制品,1、取一段保险丝，试试能不能用手把它弯曲，是不是很容易被折断。,2、某种保险丝是用武得合金制成的，熔点为：69。其组成金属及其熔点分别为：铋：271、铅：327锡：232镉：321武得合金：69。,比较,武得合金与其组成金属的熔点差异，对此你有什么想法？,合金,具有许多良好的物理、化学或机械性能。,合金的硬度一般比各成分金属大多数合金的熔点低于组成它的成分金属调整合金的配方和改变合金的