铁的冶炼合金PPT学习教案

1、会计学1铁的冶炼合金铁的冶炼合金第2页/共31页一、常见金属矿物一、常见金属矿物1 1、分布和存在、分布和存在金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？极少数金属以单质（游离态）存在极少数金属以单质（游离态）存在自然界中以单质存在的自然界中以单质存在的银银自然界中以单质存在的自然界中以单质存在的金金第3页/共31页化合态金属在自然界中以矿物的化合态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形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。思考：为什么金、银等少数金属以单质的形思考：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

2、式存在式存在？而大多数金属以化合物的形式存在呢？呢？地壳中含量在前四位地壳中含量在前四位的金属元素分别是什的金属元素分别是什么？么？第4页/共31页2 2、常见矿石、常见矿石赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿褐铁矿褐铁矿第5页/共31页磁铁矿磁铁矿菱铁菱铁矿矿铝土铝土矿矿第6页/共31页孔雀孔雀石石赤铜矿赤铜矿黄铜矿黄铜矿第7页/共31页 选择冶炼原料选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。、金属的含量、安全无污染等。第8页/共31页 炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素有害元素”少，下列铁矿石你认

3、为不适宜炼铁的是：少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是： （ ） A.A.磁铁矿（磁铁矿（FeFe3 3O O4 4）72.4%72.4% B. B.赤铁矿（赤铁矿（FeFe2 2O O3 3）70%70% C. C.菱铁矿（菱铁矿（FeCOFeCO3 3）48.3%48.3% D. D.黄铁矿（黄铁矿（FeSFeS2 2）46.7%46.7%D D思考题思考题 原因：含铁量低且冶炼过程中会产生有毒的二氧原因：含铁量低且冶炼过程中会产生有毒的二氧化硫气体化硫气体。第9页/共31页褐铁矿褐铁矿（Fe2O3nH2O)磁铁矿磁铁矿（主要成分为（主要成分为Fe3O4 ）黄铁矿黄铁矿（主要成分是（主要成分

4、是FeS2 )菱铁矿菱铁矿(主要成分主要成分FeCO3) 赤铁矿赤铁矿(主要成分为主要成分为Fe2O3) 铁虽然有广泛的用途，但铁在自然界中主要存在于铁矿石铁虽然有广泛的用途，但铁在自然界中主要存在于铁矿石中，如何从铁矿石中提炼出单质铁？中，如何从铁矿石中提炼出单质铁？第10页/共31页变成变成第11页/共31页探探 究究 实实 验验 铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究实验来研究铁冶炼的化学原理铁冶炼的化学原理。1.实验的步骤实验的步骤2.实验的现象实验的现象3.实验注意事项？实验注意事项？第12页/共31页4、实验开始时、实验开始时,为什么要为什么

5、要先通一段时间先通一段时间CO后，后，再加热再加热Fe2O3？2、澄清石灰水的作用是什么？、澄清石灰水的作用是什么？3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？5、实验结束前，为什么、实验结束前，为什么还要通还要通CO直至试管完全冷却？直至试管完全冷却？1、你如何验证得到的是铁粉？、你如何验证得到的是铁粉？第13页/共31页“顺手牵氧” CO+Fe2O3 Fe+ CO2高温323现象：现象：硬质玻管硬质玻管中中试管中澄清石灰水试管中澄清石灰水 尾气尾气铁冶炼的化学原理铁冶炼的化学原理一氧化碳与氧化铁反一氧化碳与氧化铁反应应FeFe2 2O O3 3FeFe同学

6、们请思考实验一般步骤：同学们请思考实验一般步骤：通通 点点 熄熄 停停粉末由红变黑粉末由红变黑；变浑浊变浑浊可燃，火焰呈蓝色可燃，火焰呈蓝色第14页/共31页4、实验开始时、实验开始时,为什么要为什么要先通一段时间先通一段时间CO后，后，再加热再加热Fe2O3？2、澄清石灰水的作用是什么？、澄清石灰水的作用是什么？3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？检验产生的气体是检验产生的气体是CO2将尾气中有毒气体将尾气中有毒气体CO点燃点燃,转化为转化为CO2,防止污染空气防止污染空气. 为了防止炽热的铁被空气中的氧气氧化为了防止炽热的铁被空气中的氧气氧化实验注

7、意事项实验注意事项: :1、如何验证得到的是铁粉？、如何验证得到的是铁粉？ 为排尽试管内的空气，防止为排尽试管内的空气，防止CO与空气混合加热发生爆炸与空气混合加热发生爆炸5、实验结束前，为什么、实验结束前，为什么还要通还要通CO直至试管完全冷却？直至试管完全冷却？ 用磁铁吸用磁铁吸, , 黑色粉末能否被磁铁吸引黑色粉末能否被磁铁吸引取少量黑色粉末加入稀盐酸。若有气泡产生，溶液变成浅绿色，取少量黑色粉末加入稀盐酸。若有气泡产生，溶液变成浅绿色， 则证明是铁。则证明是铁。COCO：早出晚归：早出晚归 酒精喷灯：迟到早酒精喷灯：迟到早退退第15页/共31页尾气的处理：尾气的处理： 方法一：方法一：

8、 ；方法二：；方法二： ， 方法三：方法三： ， 目的：目的： 。点燃点燃用气球收集用气球收集防止污染空气防止污染空气再利用再利用尾气为何要处理？如何处理？尾气为何要处理？如何处理？第16页/共31页实验室模拟炼铁实验室模拟炼铁药品：药品：FeFe2 2O O3 3（红棕色粉末）红棕色粉末）、COCO原理：原理：高温高温装置图：装置图：硬质玻璃管硬质玻璃管酒精喷灯酒精喷灯检验二氧化碳检验二氧化碳铁的冶炼铁的冶炼第17页/共31页 A A处处：红棕色红棕色的固体逐渐变成的固体逐渐变成黑色黑色B B处处：澄清石灰水变浑浊。：澄清石灰水变浑浊。C C处处：尾气燃烧产生蓝色火焰：尾气燃烧产生蓝色火焰A

9、BC实验现象：实验现象：第18页/共31页以防以防COCO泄露，污染大气泄露，污染大气以防以防COCO不纯，加热时发生爆炸不纯，加热时发生爆炸排尽装置中的空气，以防加排尽装置中的空气，以防加热时发生爆炸热时发生爆炸以防空气进入与灼热的铁反应，将以防空气进入与灼热的铁反应，将其重新氧化其重新氧化以防未反应的以防未反应的COCO污染大气污染大气第19页/共31页AB先点燃先点燃A还是先点燃还是先点燃B，为什么？，为什么？第20页/共31页 在探究用赤铁矿在探究用赤铁矿(主要成分主要成分Fe2O3 )炼铁的主要反应原理时炼铁的主要反应原理时,老师设计的实验装置如图老师设计的实验装置如图,实验中实验中

10、,小明发现一氧化碳白白烧掉太小明发现一氧化碳白白烧掉太浪费了，对装置又进行了改进。猜一猜小明是怎样改进的？浪费了，对装置又进行了改进。猜一猜小明是怎样改进的？ABC第21页/共31页第22页/共31页上述反应原理也用于工业炼铁上述反应原理也用于工业炼铁: :原料：原料：主要反应主要反应: :高炉高炉 铁矿石、焦炭、热空气、石灰铁矿石、焦炭、热空气、石灰石石工业炼铁的主要设备：工业炼铁的主要设备：提供热源、维持炉温提供热源、维持炉温；生成还原气生成还原气COCO。造渣除杂造渣除杂FeFe2 2O O3 3+3CO +3CO 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高温高温FeFe3 3O O4 4 +

11、 +CO CO Fe+Fe+COCO2 2高温高温4 43 34 41 1C+O2CO2点燃点燃CO2C2CO高温高温产物产物-生铁生铁第23页/共31页原料原料炼炼 铁铁 高高 炉炉 的的 结结 构构第24页/共31页第25页/共31页指导阅读：课本指导阅读：课本P125“拓展视野拓展视野”1、许多金属（如锰、锌、铁、镍、铅等）的冶炼，是把它、许多金属（如锰、锌、铁、镍、铅等）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。们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。2、有些金属很难从其矿物中提取出来，需用电解的方法。、有些金属很难从其矿物中提取出来，需用电解的方法。（

12、如铝等）（如铝等）2Al2O3=4Al+3O2通电通电3、通常把金属跟氧结合成金属氧化物的过程称为金属的氧、通常把金属跟氧结合成金属氧化物的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等物质反应，失化。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。2Cu+O2=2CuO金属的氧化金属的氧化H2+CuO=Cu+H2O金属氧化物的还原第26页/共31页焦炭焦炭二氧化碳二氧化碳一氧化碳一氧化碳铁铁空气、高温空气、高温焦炭、高温焦炭、高温氧化铁、高温氧化铁、高温第27页/共31页1 1、如图是用一氧化碳还原

13、氧化铜、如图是用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，回答下列问题：的实验装置，回答下列问题：（1 1）有下列实验步骤：）有下列实验步骤： 加热；加热；通入一氧化碳。请用上述实验步骤通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先的标号填空，实验开始时，应先_，然后，然后_。（2 2）实验进行一段时间后，）实验进行一段时间后，A A装置中的现象为装置中的现象为_ _ _，说明，说明有有_ _ 生成，生成，B B装置中的现象为装置中的现象为 ，说明有，说明有_生成生成。粉末由黑变粉末由黑变红红石灰水变浑石灰水变浑（3 3）装置）装置A A中的反应化学方程式为中的反应化学方程式为_，装置装置B

14、B中的反应化学方程式为中的反应化学方程式为_，装置装置C C中的目的是中的目的是_。（4 4）反应结束，应先）反应结束，应先_，待冷却后，待冷却后_。CO+CuO = Cu+COCO+CuO = Cu+CO2 2COCO2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O O除尾气，防污除尾气，防污染染停止加热停止加热停止通停止通气气第28页/共31页相信你会计算 某钢铁公司用490万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁最多含铁多少万吨？（用两种不同的方法计算）解：设可炼成含铁的质量为解：设可炼成含铁的质量为x 3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2 160