第二节_金属矿物_铁的冶炼

1、第第2 2节节金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼金属的存在形式金属的存在形式l单质：少数化学性质较不活泼的金属，如铂、金、银等。l化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠、钙等孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )l金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。l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存形式存在的在的金金自然界以自然界以单质单质形式存形式存在的在的银银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：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

2、矿和明矾石等。铝土矿铝土矿: Al2O3Al2O3KAl(SO4)2铁的矿物主要有：赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿等。赤铁矿赤铁矿: Fe2O3黄铁矿黄铁矿: FeS2菱铁矿菱铁矿: FeCO3Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2Fe2O3XH2Ol用金属矿石可以冶炼金属。l使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。二、铁二、铁的冶炼的冶炼l铁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。古代炼铁古代炼铁一、铁的冶炼一、铁的冶炼上上海海宝宝山山钢钢铁铁公公司司炼炼铁铁高高炉炉为纪念为纪念19961996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1 1亿亿吨而发行的邮票吨而发

3、行的邮票 观察与思考观察与思考 进行课本124页的实验，实验过程中注意安全（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。原理原理： Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高 温一、铁的冶炼一、铁的冶炼实实 验验 装装 置置(CO)(Fe2O3)尾气处理尾气处理(红棕色粉末红棕色粉末)蓝色火焰蓝色火焰酒酒精精喷喷灯灯澄清澄清石灰石灰水水（1 1）连接仪器；）连接仪器；（2 2）检查装置的气密性；）检查装置的气密性；（3 3）装入药品并固定装置；）装入药品并固定装置；（4 4）向硬质玻璃管内通入）向硬质玻璃管内通入COCO气体；气体；（5 5）给氧化铁加热；）给氧化铁加热；（6 6）停止加热；）

4、停止加热；（7 7）等玻璃管冷却至室温后停止通入）等玻璃管冷却至室温后停止通入COCO气体，气体，熄灭右端酒精灯；熄灭右端酒精灯；实实 验验 步步 骤骤l反应前先通CO再加热的目的：排尽装置内空气，以免加热时与空气混合发生爆炸。实实 验验 说说 明明l反应后撤去酒精继续通CO的目的：防止在较高温度下铁重新被氧化。检验装置中空气已排尽的方法是检验装置中空气已排尽的方法是: :l在右端导气管口用排水法收集一小试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽。l红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。实实 验验 现现 象象尾尾 气气 处处 理理（1）收集法：）收集法：

5、接一气球收集尾气或将尾气用接一气球收集尾气或将尾气用排水法收集排水法收集。（2）燃烧法：）燃烧法：将尾气点燃将尾气点燃。（可用于加热氧。（可用于加热氧化铁）化铁）CO有毒，防止污染空气。有毒，防止污染空气。相相 关关 化化 学学 方方 程程 式式 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 CO2 + Ca(OH)2=CaCO3 + H2O 2 CO + O2 2 CO2高温高温 点燃点燃工业炼铁的主要设备：高炉炼炼 铁铁 工工 业业 设设 备备 图图炼炼 铁铁 工工 业业 设设 备备 图图工业炼铁原理工业炼铁原理l把铁矿石跟焦炭、石灰石一起加入高炉，从下方通入空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳

6、与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳气体跟氧化铁在高温下反应生成铁。注：高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。工业炼铁工业炼铁l原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。l设备：高炉l相关反应：lC + O2 CO2lCO2 + C COFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 点燃点燃 高温高温 高温高温CaCO3 CaO + CO2 高温高温CaO + SiO2 CaSiO3（硅酸钙）（硅酸钙） 高温高温除去铁矿石中的SiO2等杂质提供热量和产生还原剂l1、还原法l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 + 3

7、CO2 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。lCuO + H2 Cu + H2OlCuO + CO Cu + CO2l2CuO + C 2Cu + CO2 高温高温 还原氧化铜制铜还原氧化铜制铜l2、电解法l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。l（1）电解熔融氧化铝制金属铝：l 2Al2O3 4Al + 3O2l（2）电解熔融的氯化钠：l 2NaCl 2NaCl + Cl2金属

8、的冶炼方法金属的冶炼方法通电通电l3、热分解法l有些金属的氧化物受热易分解，可用加热的方法。l 氧化汞制水银：l 2HgO 2Hg + O2金属的冶炼方法金属的冶炼方法l4、湿法冶金l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:lFe + CuSO4 FeSO4 + Cu金属的冶炼方法金属的冶炼方法 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Fe2O364%的赤铁矿多少千克？随堂练习1： 2.8gCO在高温下跟5.8g某种铁的氧化物完全反应，这种氧 化物是 （ ） A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4 随堂练习2：在实验室用一氧化碳还原氧化铁

9、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：_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？设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 160/ 1000t*80%