金属矿物铁的冶炼沪教版课件.ppt

5-2金属矿物铁的冶炼,在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么？你对它还有什么了解？,铁,(iron)在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的4.75%。我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。,变成,使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。,金属矿物,金属,地壳中铁的含量怎么样?在自然界中主要以化合物形式还是单质的形式存在?,想一想,磁铁矿的主要成分为Fe3O4,黄铁矿的主要成分是FeS2,铁的几种矿石,赤铁矿(主要成分为Fe2O3),褐铁矿（Fe2O3nH2O),菱铁矿主要成分是FeCO3,孔雀石,赤铜矿,定义：使金属矿物变成金属的过程，叫做金属冶炼。,自然界中的金属大都以化合态存在,用化学的方法把化合态的金属变成游离态,要考虑的问题,金属的冶炼,合适的冶炼方法,矿石的开采,铁矿石的开采,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，可从哪些方面入手？,交流与讨论,（1）可在一定条件下，使Fe2O3直接失氧，转变成铁；（2）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：,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,高温,怎样用铁矿石炼铁？,实验前观察,颜色：状态：能否被磁铁吸起？,红棕色,固体粉末,否,Fe2O3,观察与思考,实验的原理,实验的步骤,实验的现象,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？）,实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）,观察与思考,1、澄清石灰水的作用是什么？实验中会出现什么现象？2、尾气如何处理？3、实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？4、实验结束前应如何操作?5、如何验证实验中产生了铁？,澄清石灰水,气囊,Fe2O3,CO,变浑浊,磁铁,澄清石灰水,或把尾气烧掉，防止污染空气,课本上的装置图,改进后的装置图1,改进后的装置图2,澄清石灰水,改进后的装置图3,2019/12/15,22,可编辑,（1）检查装置的气密性；（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；（6）待试管冷却后停止通一氧化碳。,实验步骤,(CO:,早出晚归,酒精灯:,迟到早退),1、红棕色的固体逐渐变成黑色，且能被磁铁吸引；2、澄清的石灰水变浑浊。,实验现象,化学方程式,3CO+Fe2O3=Fe+3CO2C02+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,高温,注意,1、实验中先通一段时间CO，再加热Fe2O3的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。2、实验完毕后继续通一氧化碳的目的防止水倒吸(不撤离CO装置)；防止生成的铁重新被氧化(撤离CO装置)。3、尾气的成分中含有CO，必须加以处理，方法有（1）用气球收集；（2）点燃；,第2课时,复习反馈,1、实验的操作顺序？.点燃酒精灯熄灭酒精灯通入CO停止通入CO检查气密性,2、实验的现象是什么？,3、实验中石灰水什么作用？,4、实验中尾气是什么？如何处理？,5、实验中固体产物是什么？如何验证？,写出用Fe2O3炼铁的原理化学方程式,1、实验中先通一段时间CO，再加热Fe2O3的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。2、实验完毕后继续通一氧化碳的目的防止水倒吸(不撤离CO装置)；防止生成的铁重新被氧化(撤离CO装置)。3、尾气的成分中含有CO，必须加以处理，方法有（1）用气球收集；（2）点燃；,反馈整理,工业炼铁的主要设备、原料、原理、还原剂各是什么？各原料的作用又是如何的呢？,交流与讨论,1、炼铁的主要设备是：,主要反应,C+O2=CO2,C+CO2=2CO,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,高温,高温,点燃,高炉,2、炼铁的原料：,（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、制还原剂,制造炉渣,提供氧气,3、炼铁的原理：,在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,高温,1、许多金属的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。（如锰、锌、铁、镍、铅等）2、有些金属很难从其矿物中提取出来，需用电解的方法。（如铝等）,指导阅读：课本P125“拓展视野”,2Al2O3=4Al+3O2,通电,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。,2HgO=2Hg+O2,2Ag2O=4Ag+O2,2Al2O3=4Al+3O22NaCl=2Na+Cl2,2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。,通电,通电,3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、氢气等。,WO3+3H2=W+3H2O,Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3,高温,高温,电解法,热还原法,热分解法,不同金属冶炼方法的选择,KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg,1、工业炼铁的原理：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO22、工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气3、工业炼铁的设备：高炉,高温,我今天知道了:,1、某同学改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置如图所示：（1）、若先给氧化铁加热，再通入一氧化碳可能产生的后果是。（2）、写出A中发生反应的化学方程式。（3）、B装置中产生的现象可判断反应是否开始发生，B试剂是。（4）、C装置的作用是。（5）、C装置收集气体的方法叫。,练习与实践,Fe2O3,CO,A,B,C,发生爆炸,高温,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,澄清石灰水,收集未反应的CO，防止污染空气,排水法,2、工业炼铁中的还原剂是（）A、CB、COC、Fe2O3D、Fe3、炼铁的原料是（）A、铁矿石、一氧化碳、空气B、铁矿石、烟煤、