金属矿物与冶炼课件.ppt
,,6.2金属矿物的冶炼,1、在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么,2、你对它还有什么了解,想一想,1、铁的化学性质如何,讨论,2、地壳中铁的含量怎么样,3、铁在自然界中主要以化合物形式还是单质的形式存在,一、常见的金属矿物,赤铁矿(Fe2O3),磁铁矿(Fe3O4),孔雀石(Cu2OH2CO3),软锰矿(MnO2),常见的金属矿物,黄铁矿(FeS2),褐铁矿(Fe2O3nH2O),黄铜矿(CuFeS2),方铅矿(PbS),由于铁的化学性质比较活泼,它在自然界中以化合物的形式存在,在地壳中含量位居金属元素的第二位,仅次于铝,约占地壳总质量的4.75。我国大型铁矿有辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花,我省马鞍山。使金属矿物变成金属的过程,叫做金属的冶炼。,小资料,Fe2O3和Fe的组成上均含有Fe元素,不同之处在于Fe少了O元素,要使Fe2O3转变成Fe,可从哪方面入手,交流与讨论,可在一定条件下,可加入某类物质,让其与Fe2O3中的O元素结合,主动夺取Fe2O3中的“O”元素,使Fe2O3转变成金属Fe。,二、炼铁的原理,金属铁的冶炼,以赤铁矿为例,通常使用的还原剂是CO,用CO去抢Fe2O3中的O。其化学方程式为,COFe2O3Fe,,高温,3,2,3,,CO2,在高温条件下,用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。-----炼铁的原理,O3,炼铁的原理,,,实验现象,1、红色的固体逐渐变成黑色,且能被磁铁吸引;2、澄清的石灰水变浑浊。,化学方程式,还原反应和还原性,像Fe2O3这样,氧化物失去氧的反应,叫做还原反应。像CO这样,能夺取含氧化合物里的氧,使它发生还原反应的物质,具有还原性,化学实验和生产中可做为还原剂,H2、C都可以作还原剂。,观察与思考,1、通入一氧化碳前要先。2、澄清石灰水的作用是什么实验中会出现什么现象3、尾气应如何处理4、实验中为什么要先通一段时间CO,再加热Fe2O35、实验结束时应如何操作6、如何验证实验中产生了铁,检查装置的气密性,验证反应是否产生CO2;浑浊,CO有剧毒,要燃烧或收集起来,防止试管内空气与一氧化碳受热发生爆炸,先熄灭酒精灯,继续通一会儿一氧化碳,防止Fe又被氧化成Fe2O3以至实验失败。,用磁铁靠近,黑色粉末能被吸引。,三、铁的冶炼,炼铁,原料,铁矿石、焦炭、石灰石,设备,高炉,反应原理,,产品,生铁,用还原剂将铁从它的化合物中还原出来,2、炼铁中各原料的作用,铁矿石--焦炭--石灰石--空气--,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,1、炼铁的主要设备是,主要反应,CO2CO2,CCO22CO,3COFe2O32Fe3CO2,高温,高温,点燃,高炉,,四、钢的冶炼,纯铁,,铁的合金,,生铁,钢,(含碳量不同),(24.3)硬度比纯铁硬,(0.032)硬度、抗腐蚀性能增强,炼钢,原料,设备,反应原理,产品,生铁、氧气,电炉、平炉或转炉,CO2CO2,用氧化剂把生铁中的杂质氧化除去,钢,炼钢和炼铁的比较,高温,生铁和钢的比较,对金属而言越活泼的金属,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.,金属在自然界的存在,银、金、铂等金属,化学活动性很弱,在自然界里,它们常以游离态(单质形式)存在。,活泼金属都化合态(以化合物的形式)存在,,五、金属的冶炼方法,冶炼金属的常用方法1.活泼金属如KNaMgAI电解法2AI2O34AI3O22.一般金属如ZnFeSnPbCu热还原法Fe2O33CO2Fe3CO23.较稳定金属如HgAg直接加热法2HgO2HgO24.稳定金属如Pt、Au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x,1600吨生铁含纯铁的质量为1600吨1-21568吨,160112x801568吨解得x2800吨答需这种赤铁矿石2800吨。,小结,1.认识自然界常见的矿物;2.炼铁的原理和注意事项;3.铁和钢的冶炼;4.金属的冶炼方法;5.有关不纯物的计算。,1.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,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,化学实验视频之九,定时生火(铝和液溴的反应),,谢谢指导,,