第三节经书的冶炼与防护.ppt

6.3,金属矿物与冶炼,一、金属在自然界的存在,游离态（单质）：,化合态（化合物）：,Ag,Pt,Au,Fe,Cu,Na,等绝大多数金属,二、金属矿物,黄铁矿,(,FeS,2,),磁铁矿,(,Fe,3,O,4,),菱铁矿,(,FeCO,3,),赤铁矿,(,Fe,2,O,3,),孔雀石,铝土矿,黄铜矿,自然界以单质形式存在的银,自然界以单质形式存在的金,三、钢铁的冶炼,P,98,(CO),(Fe,2,O,3,),A,C,B,Ca(OH),2,A,、,B,、,C,三处各发生哪些化学,反应，分别有什么现象？,红棕色粉末变为黑色,CO,2,+Ca(OH),2,=CaCO,3,+H,2,O,澄清石灰水变浑浊,2,C,O,+O,2,2,CO,2,点燃,产生蓝色火焰,实验步骤：,一、,通,入经检验是纯净的,CO,一会儿,三、,点,燃酒精喷灯加热,五、待装置完全冷却后，再,撤,走通,CO,的导管,再熄灭酒精灯,四、熄,灭,酒精灯,【,思考,】,1,、为什么要先通纯净的,CO,一会儿，再加热？,防止管内空气与一氧化碳受热发生爆炸,2,、实验结束时，为什么要熄灭酒精灯，再撤走,导管？,防止生成的,Fe,又被氧化成,Fe,2,O,3,二,、,点,燃酒精灯加热,3,、通入纯洁一氧化碳前先,。,4,、澄清石灰水的作用是什么？,5,、为什么要进行尾气处理？如何处理？,6,、如上图，尾气处理装置如何改进？改进后有何优点？,7,、如何证明生成的黑色粉末是铁？,检查装置的气密性,验证反应是否产生,CO,2,CO,有毒，会污染空气；燃烧或收集起来,转到,A,处点燃；可以充分利用能源,用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。,3C+2Fe,2,O,3,=4Fe+3CO,2,高温,H,2,C,练习：请写出,H,2,和,C,还原,Fe,2,O,3,的化学方程式,高温,3H,2,+Fe,2,O,3,=2Fe+3H,2,O,具有还原性的物质,:CO,原料：,铁矿石,(,赤铁矿,),、焦炭、石灰石,、,空气,1.,炼,铁,设备：,高炉,过量空气,焦炭,焦炭,点燃,高温,赤铁矿,高温,CO,2,CO,Fe,反应过程：,提供铁元素a,、,燃烧产生热量,b,、,产生还原剂,CO,制造炉渣,提供氧气,C+O,2,=CO,2,点燃,C+CO,2,=2CO,高温,3CO+Fe,2,O,3,=2Fe+3CO,2,高温,涉及反应化学方程式：,产品：,生铁（含碳量,2-4.3%,）,合金,2.,炼,钢：,氧气,高温,钢,生铁,钢（含碳量,0.03-2%,）,生铁和钢的区别,类别,含碳量,%,含杂质,机械性能,机械加工,生铁,24.3,多,硬而脆,可铸不可锻,钢,0.032,少,硬而韧、有弹性,可铸可锻,用氧化剂把生铁中的杂质氧化除去,转 炉 炼 钢,为纪念,1996,年中国钢产量突破,1,亿吨而发行的邮票,越活泼,的金属,越容易,与其他物质形成化合物,也就,越难,从化合物中还原出金属单质,.,越不活泼,的金属,越不容易,与其他物质形成化合物,也就,越容易,从化合物中还原出金属单质,.,金属活动性顺序：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb,(H),Cu Hg Ag,Pt Au,金 属 活 动 性,由 强 渐 弱,1.,活泼金属,(,如,K Ca Na Mg AI),电解法,:,2Al,2,O,3,=,4Al+3O,2,2.,一般金属,(,如,Zn Fe Sn Pb Cu),热还原法,:,Fe,2,O,3,+3CO,=,2Fe+3CO,2,3.,较稳定金属,(,如,Hg Ag),直接加热法,:,2HgO,=2Hg+O,2,4.,稳定金属,(,如,Pt Au):,直接以单质形式存在,通电,高温,加热,四、冶炼金属的常用方法,金属活动性顺序：,K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt Au,电解法,热还原法,直接加热法,H,2,和,C,还原,CuO,实验比较,实验装置图,m,生铁,96%,生铁 铁,m,铁,96%,例：,1000,吨含氧化铁,80%,的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁,96%,的生铁多少吨？,五、有关不纯物质的计算,注意：带入化学方程式计算的数据应是,参加反应的,纯净物,的质量,m,纯净物,纯度,=,m,混合物,100,m,纯净物,=,m,混合物,纯度,m,纯净物,m,混合物,=,100,纯度,赤铁矿石 氧化铁,1000 t80%,解,:,设可炼出含,铁96%的生铁,的质量为,x,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,160 112,1000t,80%,x,96%,160,1000t,80%,112,x,96%,x,=583.3,t,答,:,需这种赤铁矿石,583.3,吨,=,高温,解,:,m(Fe)=,1600,吨,(1,2%)=1568,吨,高温,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,160 112,x,80%1568,吨,160 112,x,80%1568,吨,解得,:,x,=2800,吨,答,:,需这种赤铁矿石,2800,吨。,典型习题,例,:,要炼出含,2%,杂质的生铁,1600,吨,需要含氧化铁质量分数为,80%,的赤铁矿石多少吨？,设需要含,80%,的赤铁矿石的质量为,x,