一氧化碳还原氧化铁实验实验原理.pptx

第二节第二节 铁的冶炼铁的冶炼 合金合金 （第一课时）（第一课时）九年级化学（上册）第五章九年级化学（上册）第五章 金属与矿物金属与矿物学习目标：学习目标：、知道常见的金属（铁、铝等）矿、知道常见的金属（铁、铝等）矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法（即铁的冶炼）方法（即铁的冶炼）、认识金属材料在生产、生活着、认识金属材料在生产、生活着社会发展中的重要作用社会发展中的重要作用、初步掌握有关杂质的计算、初步掌握有关杂质的计算问题引入：问题引入：、日常生活中应用最广泛的金属、日常生活中应用最广泛的金属是什么是什么金属金属？、铁在自然界中都以、铁在自然界中都以化合物化合物的形的形式存在的式存在的,那么那么如何如何得到铁的单质得到铁的单质呢？呢？、为什么为什么铁的应用这么广泛呢？铁的应用这么广泛呢？赤铁矿赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿磁铁矿（Fe3O4）黄铁矿黄铁矿（FeS2）纯铁的性质：纯铁的性质：性质决定用途性质决定用途物理性质：物理性质：纯铁纯铁是一种银白色光泽的金属，是一种银白色光泽的金属，熔点为熔点为1535，沸点为，沸点为2750，密度为，密度为7.86g/cm3，质软，有延展性，导电性比铜、质软，有延展性，导电性比铜、铝弱。能被磁铁吸引，在受到磁场作用时，铝弱。能被磁铁吸引，在受到磁场作用时，能产生磁性。能产生磁性。化学性质：化学性质：铁是一种化学性质比较活泼的金铁是一种化学性质比较活泼的金属属，它在一定条件下可以跟多种非金属单质，它在一定条件下可以跟多种非金属单质（O2 等等）及其某些化合物（酸、盐溶液）发）及其某些化合物（酸、盐溶液）发生化学反应。生化学反应。一、铁的冶炼一、铁的冶炼使金属矿物使金属矿物变成变成金属单质的过程金属单质的过程金属的金属的冶炼冶炼Fe2O3 Fe铁矿石是怎样炼成铁的呢？铁矿石是怎样炼成铁的呢？+CO 高温高温2024/4/7周日7实验的原理实验的原理实验的步骤实验的步骤实验的现象实验的现象实验注意那些问题？（先加热还是先通气实验注意那些问题？（先加热还是先通气？实验完毕是先停止加热吗？）？实验完毕是先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）完毕的尾气怎么处理？）2024/4/7周日谢丽芬8一氧化碳还原氧化铁实验一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：实验原理：实验操作：实验操作：1、按上图组装仪器，并检查其密性、按上图组装仪器，并检查其密性2、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上3、把硬质玻管接入装置系统中，、把硬质玻管接入装置系统中，先通先通入一氧化碳气入一氧化碳气体排气；待排尽后，体排气；待排尽后，点燃点燃出气口处的酒精灯及酒精喷出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化灯，并观察装置中所发生的变化4、当红棕色粉末已转变成黑色后，、当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热先停止加热，再再通通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却2024/4/7周日9实验现象：实验现象：红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊水逐渐变浑浊注意问题：注意问题：1、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸与空气混合受热爆炸2、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）2024/4/7周日10实验改进：实验改进：可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用或把尾气烧或把尾气烧掉，防止污掉，防止污染空气染空气实验前为什么要先通实验前为什么要先通CO，再加热？再加热？反应完毕后为什么还要继续通反应完毕后为什么还要继续通CO至试管冷却呢至试管冷却呢?从硬质玻璃管导出的尾气主要成分是什么？为什么要点燃处理？从硬质玻璃管导出的尾气主要成分是什么？为什么要点燃处理？还可以怎么样处理还可以怎么样处理?氧化铁是什么颜色？得到的黑色粉末是什么？怎样用最简单方法氧化铁是什么颜色？得到的黑色粉末是什么？怎样用最简单方法 鉴别鉴别?排尽空气排尽空气,防止加热不纯的防止加热不纯的CO发生爆炸发生爆炸防止生成的铁在高温下又被氧化成氧化铁防止生成的铁在高温下又被氧化成氧化铁主要成分是主要成分是CO,CO,为了防止为了防止COCO污染空气污染空气,可以点燃或用气囊收集处可以点燃或用气囊收集处理理氧化铁是红色氧化铁是红色,得到的黑色粉末是铁粉得到的黑色粉末是铁粉,可以用磁铁吸引可以用磁铁吸引小结：一氧化碳与氧化铁的反应小结：一氧化碳与氧化铁的反应原理：原理：现象：现象：操作：操作：注意：注意：应用：应用：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高温红棕色粉末变成黑色（石灰水变浑浊：尾气红棕色粉末变成黑色（石灰水变浑浊：尾气能被点燃火焰呈蓝色）能被点燃火焰呈蓝色）一通、二点、三熄、四停一通、二点、三熄、四停步骤不可颠倒；尾气妥善处理步骤不可颠倒；尾气妥善处理工业炼铁工业炼铁工业炼铁工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气石灰石、空气设备：高炉设备：高炉原理：焦炭在炉内反应生原理：焦炭在炉内反应生成一氧化碳跟氧化铁在高成一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁。温下反应生成铁。产品：实际生产中铁矿石产品：实际生产中铁矿石在高炉中冶炼得到的是含在高炉中冶炼得到的是含有较多的碳、硫、磷、硅有较多的碳、硫、磷、硅等元素的等元素的生铁生铁。高炉中发生的几个主要反应：C+O2=CO2（放热）CO2+C=2CO（吸热）3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高温高温高温高温高温石灰石的主要作用：造渣作用。许多金属的冶炼是把它们的矿物跟许多金属的冶炼是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质起反焦炭或氢气、一氧化碳等物质起反应。应。有些活泼金属很难从其矿物中提取有些活泼金属很难从其矿物中提取出来，可以通过电解的方法得到。出来，可以通过电解的方法得到。金属的氧化；金属氧化物的还原。金属的氧化；金属氧化物的还原。含杂质问题的计算1 1、含杂质、含杂质20%20%的赤铁矿石的赤铁矿石1000t1000t中含中含氧化铁的质量是多少？含铁元素的质氧化铁的质量是多少？含铁元素的质量是多少？量是多少？2 2、要炼出含杂质、要炼出含杂质2%2%的生铁的生铁3200t3200t，需要，需要含氧化铁质量分数含氧化铁质量分数80%80%的赤铁矿石多少的赤铁矿石多少t t？将含杂质将含杂质20%的赤铁矿的赤铁矿100吨，用足量吨，用足量的一氧化碳还原，最多可得纯铁多少吨？的一氧化碳还原，最多可得纯铁多少吨？我国的冶铁工业上一般都用含有四氧化三我国的冶铁工业上一般都用含有四氧化三铁铁80%的磁铁矿石，如果现有的磁铁矿石，如果现有10吨这样吨这样的磁铁矿石，最多能练出含杂质的磁铁矿石，最多能练出含杂质5%的生的生铁多少吨？铁多少吨？铁的冶炼铁的冶炼 合金合金 （第二课时）（第二课时）九年级化学（上册）第五章九年级化学（上册）第五章 金属与矿物金属与矿物长中化学组长中化学组复习提问复习提问炼铁的原理是怎样的？一氧化碳还原氧化铁的实验中要注意哪些问题？某同学实验时试管发生爆炸了，可能是什么原因造成的？工业高炉炼铁得到的是不是纯铁？二、生铁和钢生铁和钢的根本区别在哪里？钢与生铁相比有哪些优越的性能？生铁是怎样被炼成钢的？列举生铁和钢在生产生活中的应用？阅读交流：我国钢铁工业发展的现状。都是铁的都是铁的合金合金三、合金合金的诞生合金的诞生 由于不同的用途需要不同性由于不同的用途需要不同性能的金属，而纯金属很难满足各能的金属，而纯金属很难满足各种特殊要求，为此人们在生产实种特殊要求，为此人们在生产实践中制造出了许许多多具有特殊践中制造出了许许多多具有特殊性能的性能的“新型金属新型金属”合金。合金。多种多样的合金多种多样的合金铝、镁、铜合金的飞机青铜器青铜器特殊铝合金制造航空器硅锰合金战国初期曾侯乙铜钟多种多样的合金多种多样的合金阅读讨论阅读讨论什么是合金？什么是合金？金属材料包括哪两类？金属材料包括哪两类？为什么合金比纯金属具有更广泛的用途为什么合金比纯金属具有更广泛的用途？参照课本参照课本P122进行探究，并谈谈你对合进行探究，并谈谈你对合金性能的认识。金性能的认识。合金具有许多良好的物理、化学或机械性合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。合金的硬度一般比各成分金属大，多能。合金的硬度一般比各成分金属大，多数合金的熔点低于组成它的成分金属。调数合金的熔点低于组成它的成分金属。调整合金的配方和改变合金的形成条件，可整合金的配方和改变合金的形成条件，可以制成性能不同的各种合金。以制成性能不同的各种合金。合金材料的应用十分广合金材料的应用十分广泛，你知道哪些合金材泛，你知道哪些合金材料？请跟同学们交流。料？请跟同学们交流。合金名称合金名称主要组成元素主要组成元素特性特性黄 铜铜、锌坚硬、耐腐蚀青 铜铜、锡耐腐蚀、易铸造硬 铝铝、铜、镁、锰质轻而坚硬焊 锡锡、铅熔点低、能粘接金属不 锈 钢铁、铬、镍耐腐蚀碳 素 钢铁、碳坚硬武德合金铋、铅、锡、镉熔点低某炼铁厂用某炼铁厂用2500t含含Fe2O376%的赤铁矿石的赤铁矿石（杂质不含铁），炼出的生铁最多含多少铁？（杂质不含铁），炼出的生铁最多含多少铁？炼炼300t含杂质含杂质2.5%的生铁，至少需要含的生铁，至少需要含Fe2O376%的赤铁矿石多少（杂质不含铁）？的赤铁矿石多少（杂质不含铁）？工业上用高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳工业上用高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳气体，同时可得到生石灰（气体，同时可得到生石灰（CaO）。）。若煅烧含若煅烧含碳酸钙碳酸钙80%的石灰石的石灰石250吨，则可得二氧化碳吨，则可得二氧化碳气体多少？生石灰中氧化钙的质量是多少？气体多少？生石灰中氧化钙的质量是多少？