金属矿物铁的冶炼

关于金属矿物铁的冶炼金属的存在形式单质：少数化学性质较不活泼的金属，如铂、金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠、钙等孔雀石(Cu2(OH)2CO3)金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。第2页,共33页，2024年2月25日，星期天自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银第3页,共33页，2024年2月25日，星期天铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿和赤铜矿等。黄铜矿：CuFeS2辉铜矿：Cu2S孔雀石：Cu2(OH)2CO3)Cu5FeS4Cu2OCuFeS2Cu2(OH)2CO3)第4页,共33页，2024年2月25日，星期天铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。铝土矿:Al2O3Al2O3KAl(SO4)2第5页,共33页，2024年2月25日，星期天铁的矿物主要有：赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿等。赤铁矿:Fe2O3黄铁矿:FeS2菱铁矿:FeCO3Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2Fe2O3﹒XH2O第6页,共33页，2024年2月25日，星期天用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。第7页,共33页，2024年2月25日，星期天二、铁的冶炼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。古代炼铁第8页,共33页，2024年2月25日，星期天一、铁的冶炼上海宝山钢铁公司炼铁高炉第9页,共33页，2024年2月25日，星期天为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票第10页,共33页，2024年2月25日，星期天

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。第11页,共33页，2024年2月25日，星期天原理：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温一、铁的冶炼第12页,共33页，2024年2月25日，星期天实验装置(CO)(Fe2O3)尾气处理(红棕色粉末)蓝色火焰酒精喷灯澄清石灰水第13页,共33页，2024年2月25日，星期天（1）连接仪器；（2）检查装置的气密性；（3）装入药品并固定装置；（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；（5）给氧化铁加热；（6）停止加热；（7）等玻璃管冷却至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯；实验步

骤第14页,共33页，2024年2月25日，星期天反应前先通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。实验说

明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。第15页,共33页，2024年2月25日，星期天检验装置中空气已排尽的方法是: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。第16页,共33页，2024年2月25日，星期天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。实验现象尾气处理（1）收集法：接一气球收集尾气或将尾气用排水法收集。（2）燃烧法：将尾气点燃。（可用于加热氧化铁）CO有毒，防止污染空气。第17页,共33页，2024年2月25日，星期天相关化学方程式

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O2CO+O22CO2高温点燃第18页,共33页，2024年2月25日，星期天工业炼铁的主要设备：高炉第19页,共33页，2024年2月25日，星期天炼铁工业设备图第20页,共33页，2024年2月25日，星期天炼铁工业设备图第21页,共33页，2024年2月25日，星期天工业炼铁原理把铁矿石跟焦炭、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。第22页,共33页，2024年2月25日，星期天工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。设备：高炉相关反应：C+O2CO2CO2+CCOFe2O3+3CO2Fe+3CO2点燃高温高温CaCO3CaO+CO2高温CaO+SiO2CaSiO3（硅酸钙）高温除去铁矿石中的SiO2等杂质提供热量和产生还原剂第23页,共33页，2024年2月25日，星期天1、还原法把金属矿物与焦炭、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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温2Fe2O3+3C4Fe+3CO2高温Fe2O3+3H22Fe+3H2O高温

物质失去氧的反应称为还原反应，物质得到氧的反应称为氧化反应。第24页,共33页，2024年2月25日，星期天CuO+H2Cu+H2OCuO+COCu+CO22CuO+C2Cu+CO2高温

△

△还原氧化铜制铜第25页,共33页，2024年2月25日，星期天2、电解法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。（1）电解熔融氧化铝制金属铝：

2Al2O34Al+3O2（2）电解熔融的氯化钠：2NaCl2NaCl+Cl2金属的冶炼方法通电通电第26页,共33页，2024年2月25日，星期天3、热分解法有些金属的氧化物受热易分解，可用加热的方法。氧化汞制水银：

2HgO2Hg+O2金属的冶炼方法△第27页,共33页，2024年2月25日，星期天4、湿法冶金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:Fe+CuSO4FeSO4+Cu金属的冶炼方法第28页,共33页，2024年2月25日，星期天

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：第29页,共33页，2024年2月25日，星期天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、FeOB、Fe2O3C、Fe3O4

随堂练习2：第30页,共33页，2024年2月25日，星期天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____色变成____色，这时氧化铁变成____，实验中石灰水会变_________，用酒精灯点燃尾气的作用是_____________。红黑铁白色浑浊防止一氧化碳污染空气请写出相关的化学方程式：____________________________________________________________第31页,共33页，2024年2月25日，星期天在实验生产中，所用的原料或产物一般含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以炼出含铁96%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