63金属矿物与冶炼.pptx

3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高温金属在自然界的存在 银、金、铂等金属，在自然界里，它们常以（单质形式）存在。活泼金属都（以化合物的形式）存在 1、铁的化学性质如何、铁的化学性质如何?2 2 2 2、地壳中铁的含量怎么样、地壳中铁的含量怎么样、地壳中铁的含量怎么样、地壳中铁的含量怎么样?3 3、铁在自然界中主要以化合物形、铁在自然界中主要以化合物形、铁在自然界中主要以化合物形、铁在自然界中主要以化合物形式还是单质的形式存在式还是单质的形式存在式还是单质的形式存在式还是单质的形式存在?一、常见的金属矿物一、常见的金属矿物赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿（Fe3O4）孔雀石（Cu2(OH)2CO3）软锰矿（MnO2）常见的金属矿物常见的金属矿物黄铁矿（FeS2）褐铁矿（Fe2O3nH2O）黄铜矿（CuFeS2）方铅矿（PbS）二、炼铁的原理 金属铁的冶炼金属铁的冶炼,以赤铁矿为例，其化学方程以赤铁矿为例，其化学方程式为：式为：CO+Fe2O3 Fe+高温高温高温高温323CO2在高温条件下，用在高温条件下，用一氧化碳一氧化碳从铁从铁的氧化物中将铁的氧化物中将铁还原还原出来。出来。-炼铁的原理炼铁的原理O炼铁的原理实验现象实验现象1、红色红色的固体逐渐变成的固体逐渐变成黑色黑色2、澄清的石灰水变浑浊。、澄清的石灰水变浑浊。3CO+Fe2O3 3CO2+2 Fe高温高温CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O化学方程式化学方程式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？、澄清石灰水的作用是什么？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？检查装置的气密性检查装置的气密性检查装置的气密性检查装置的气密性检查装置的气密性检查装置的气密性验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生COCOCO2 22；点燃或用尾气袋收集起来点燃或用尾气袋收集起来点燃或用尾气袋收集起来点燃或用尾气袋收集起来点燃或用尾气袋收集起来点燃或用尾气袋收集起来 ！防止试管内空气与一氧化碳受热发生爆炸！防止试管内空气与一氧化碳受热发生爆炸！防止试管内空气与一氧化碳受热发生爆炸！防止试管内空气与一氧化碳受热发生爆炸！防止试管内空气与一氧化碳受热发生爆炸！防止试管内空气与一氧化碳受热发生爆炸！先熄灭酒精灯，继续通先熄灭酒精灯，继续通先熄灭酒精灯，继续通先熄灭酒精灯，继续通先熄灭酒精灯，继续通先熄灭酒精灯，继续通一会儿一氧化碳，防止一会儿一氧化碳，防止一会儿一氧化碳，防止一会儿一氧化碳，防止一会儿一氧化碳，防止一会儿一氧化碳，防止FeFeFe在高温下又被氧化在高温下又被氧化在高温下又被氧化在高温下又被氧化在高温下又被氧化在高温下又被氧化用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。三、铁的冶炼三、铁的冶炼三、铁的冶炼三、铁的冶炼炼铁原料：原料：铁矿石、焦炭、石灰石设备：设备：高炉反应原理：反应原理：产品：产品：生铁用还原剂将铁从它的化合物中还原出来3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高温2、炼铁中各原料的作用：、炼铁中各原料的作用：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、产生产生 CO 制造炉渣制造炉渣 提供氧气提供氧气 1、炼铁的主要设备是：主要反应主要反应C+O2=CO2C+CO2=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高温高温高温点燃点燃高炉高炉纯铁纯铁铁的合金铁的合金生铁生铁钢钢（含碳量不同含碳量不同）（2%4.3%）硬度比）硬度比纯铁硬纯铁硬（0.03%2%）硬度、）硬度、抗腐蚀性能增强抗腐蚀性能增强 四、钢的冶炼炼钢炼钢原料：原料：设备：设备：反应原理：反应原理：产品：产品：生铁、氧气电炉、平炉或转炉C+O2=CO2用氧化剂把生铁中的杂质氧化除去钢生铁和钢的比较生铁钢组成元素铁及少量碳、硅、锰、硫、磷铁及少量碳、硅、锰几乎不含硫、磷碳元素含量2%4.3%0.03%2%分类用途白口铁：用于炼钢白口铁：用于炼钢灰口铁：制造化工机械、铸件灰口铁：制造化工机械、铸件球球墨墨铸铸铁铁：机机械械强强度度高高，可可代代替替钢钢碳碳素素钢钢（低低碳碳钢钢、中中碳碳钢钢、高高碳碳钢）钢）合合金金钢钢（锰锰钢钢、不不锈锈钢钢、硅硅钢钢、钨钢）钨钢）机械性能硬而脆、无韧性、可铸不可锻坚硬、韧性大、塑性好、可铸、可锻、可压延冶炼金属的常用方法冶炼金属的常用方法:1.活泼金属活泼金属(如如K Na Mg AI)电解法电解法:2AI2O3 =4AI+3O22.一般金属一般金属(如如Zn Fe Sn Pb Cu)热还原法热还原法:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO23.较稳定金属较稳定金属(如如Hg Ag)直接加热法直接加热法:2HgO=2Hg+O24.稳定金属稳定金属(如如Pt、Au):直接以单质形式存在直接以单质形式存在通电高温加热六、有关不纯物质的计算例: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？解:设需要含80%的赤铁矿石的质量为x1600吨生铁含纯铁的质量为：1600吨(12%)=1568吨 高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160 112x80%1568吨 160 112 x80%1568吨解得:x=2800吨答:需这种赤铁矿石2800吨。