金属矿物 铁的冶炼A

1、 1、铁的化学性、铁的化学性 质如何质如何? 比较活泼比较活泼 化合物化合物 金属第二金属第二 1、 3Fe+2O2 Fe3O4 点燃点燃 3、 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu 2、 Fe+H2SO4 FeSO4+H2 1、铁的化学性质、铁的化学性质:比较活泼比较活泼 由于由于铁的化学性质比较活泼铁的化学性质比较活泼, ,它在自然界它在自然界 中以中以化合物化合物的形式存在的形式存在, , 在地壳中含量位居在地壳中含量位居 金属元素的金属元素的第二位第二位，仅次于铝，约占地壳总，仅次于铝，约占地壳总 质量的质量的4.75%4.75%。 我国大型铁矿有：辽宁鞍山、湖北大冶、我国大型铁矿有：辽

2、宁鞍山、湖北大冶、 四川攀枝花，安徽马鞍山。四川攀枝花，安徽马鞍山。 使金属矿物变成金属的过程，叫做使金属矿物变成金属的过程，叫做金属金属 的冶炼。的冶炼。 小资料 在自然界中，除了在自然界中，除了极少数极少数不活泼的金属不活泼的金属 （如铂、（如铂、金、银金、银等）能等）能以单质形式存在以单质形式存在，其余，其余 大多数金属以化合物存在大多数金属以化合物存在，金属化合物在自然，金属化合物在自然 界中以界中以金属矿物的形式存在金属矿物的形式存在。铁矿石铁矿石是最常见是最常见 的矿石。的矿石。 一一. .常见的金属矿物常见的金属矿物 自然界以单质形自然界以单质形 式存在的式存在的金金 自然界以单

3、质自然界以单质 形式存在的形式存在的银银 常见几种金属矿物常见几种金属矿物 磁铁矿磁铁矿褐铁矿褐铁矿 赤铁矿赤铁矿 Fe3O4 Fe2O3XH2OFe2O3 铁矿石铁矿石 黄铁矿黄铁矿 FeS2 常见几种金属矿物的成分常见几种金属矿物的成分 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3 赤铜矿赤铜矿 Cu2O 铜矿石铜矿石 常见几种金属矿物的成分常见几种金属矿物的成分 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3 黄铁矿黄铁矿 FeS2 赤铜矿赤铜矿 Cu2O 菱铁矿菱铁矿 FeCO3 孔雀石孔雀石 铝土矿铝土矿 黄铜矿黄铜矿 金属矿物金属矿物 磁铁矿的主要成分为磁铁矿的主要成分为Fe3O4 黄铁矿的主要成分

4、是黄铁矿的主要成分是FeS2 赤铁矿赤铁矿(主要成分为主要成分为Fe2O3) 褐铁矿（褐铁矿（Fe2O3nH2O) 菱铁矿主要成分是菱铁矿主要成分是FeCO3 Fe2O3和和Fe的组成上均含有的组成上均含有Fe元素，不同之处元素，不同之处 在于在于Fe少了少了O元素，要使元素，要使Fe2O3转变成转变成Fe ，可从哪，可从哪 方面入手？方面入手？ 可在可在 一定条件下，可加入某类物质，让其与一定条件下，可加入某类物质，让其与 Fe2O3中的中的O元素结合，元素结合， 主动夺取主动夺取Fe2O3中的中的“O”元元 素，使素，使Fe2O3转变成金属转变成金属Fe。 金属的冶炼金属的冶炼: 即：金属

5、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 （游离态）（游离态） 金属铁的冶炼金属铁的冶炼,是把它们的矿物跟易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。通常使用的还原铁的氧化物。通常使用的还原剂还原剂是是 CO。以赤铁矿为例，其化学方程式为：。以赤铁矿为例，其化学方程式为： 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 高温高温 二、铁的冶炼二、铁的冶炼 同同CO一样，一样，H2也是常见的还原剂，也是常见的还原剂， 如：如：

6、H2+CuO=Cu+H2O 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 高温高温 （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) 实验步骤实验步骤 (CO: 早出晚归早出晚归酒精灯酒精灯:迟到早退迟到早退) 1.红色的固体逐渐变成红色的固体逐渐变成 黑色黑色，且能，且能 被磁铁吸引；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

7、石灰水变浑浊的 气体。气体。 实验现象实验现象 化学反应方程式化学反应方程式 CO+ Fe2O3 Fe+ CO2 高温高温 32 3 CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O 观察与思考观察与思考 1、通入一氧化碳前要先、通入一氧化碳前要先 。 2、澄清石灰水的作用是什么？实验中会出现、澄清石灰水的作用是什么？实验中会出现 什么现象？什么现象？ 3、尾气应如何处理？、尾气应如何处理？ 4、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，再加 热热Fe2O3 ？ 5、实验结束时应如何操作、实验结束时应如何操作? 6、如何验证实验中产生了铁？、如何验证实验中产生了铁？ 1、澄

8、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，防止加热时发生爆炸 防止热的铁再次被氧化

9、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 主要反应：主要反应： 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 高温高温 C+CO2=2CO 高温高温 C+O2=CO2 点燃点燃 设备：设备：高炉高炉 工业炼铁的主要设备、工业炼铁的主要设备、 原料、反应原理各是什么？原料、反应原理各是什么？ 原料：铁矿石、焦炭、原料：铁矿石、焦炭、 石灰石、空石灰石、空 气气 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）

10、空 气气: : 提供铁元素提供铁元素 a.a.提供热源、维持炉温提供热源、维持炉温 b.b.提供提供COCO 形成炉渣形成炉渣 提供氧气提供氧气 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、炼铁的原料：、炼铁的原料： 铁矿石铁矿石- 焦焦 炭炭- 石灰石石灰石- 空空 气气- 提供铁提供铁 元素元素 a、燃烧产生热量燃烧产生热量 b、产生还原剂产生还原剂 CO 制造炉渣制造炉渣 提供氧气提供氧气 笔记笔记 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）（

11、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（生生 铁）铁）混合物混合物 高温高温 4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2 炼铁原理：在高温条件下，用还原剂炼铁原理：在高温条件下，用还原剂 CO把把 矿石中化合态的铁还原出来矿石中化合态的铁还原出来 有关反应：有关反应： C+O2 CO2 C+CO2 2CO 点燃点燃高温高温 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温高温 CaCO3 CaO + CO2 煅烧煅烧 CaO + SiO2 CaSiO3 高温高温 1、许多金属的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或、许多金属的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或 氢气、一氧

12、化碳等物质一起加热反应。（如锰、氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。（如锰、 锌、铁、镍、铅等）锌、铁、镍、铅等） 2、有些金属比较活泼，很难从其矿物中提取出、有些金属比较活泼，很难从其矿物中提取出 来，需用电解的方法。（如铝等）来，需用电解的方法。（如铝等） 2Al2O3=4Al+3O2 通电通电 C+2ZnO=2Zn+CO2 高温高温 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： （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？ C

13、O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.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% 3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 A +3+3 0 0 三、常见的金属矿物三、常见的金属矿物 铁矿铁矿 赤铁矿赤铁矿主要成分主要成分Fe2O3 磁铁矿磁铁矿主要成分主要