金属矿物、铁的冶炼PPT课件1-沪教版.ppt

1、 金属的分布及存在 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。常见的金属矿物常见的金属矿物自然界以自然界以单质单质形式存形式存在的在的金金自然界以自然界以单质单质形式存形式存在的在的银银 金属的分布及存在金属的分布及存在铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿和赤铜矿（ ）等。黄铜矿：黄铜矿：CuFeS2辉铜矿：辉铜矿：Cu2S孔雀石：孔雀石：Cu2(OH)2CO3 Cu2O 常见的金属矿物常见的金属矿物铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。

2、铝土矿铝土矿: Al2O3Al2O3KAl(SO4)2 常见的金属矿物常见的金属矿物铁的矿物主要有：赤铁矿、磁铁矿（ ）、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿（ ）等。赤铁矿赤铁矿: Fe2O3黄铁矿黄铁矿: FeS2菱铁矿菱铁矿: FeCO3Fe3O4Fe2O3XH2O 常见的金属矿物常见的金属矿物 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。铁铁的冶炼的冶炼 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。上上海海宝宝山山钢钢铁铁公公司司炼炼铁铁高高炉炉铁铁的冶炼的冶炼为纪念为纪念19961996年中国钢产产量突破年中国钢产产量突破1 1亿吨而发行而发亿吨而发

3、行而发行的邮箱行的邮箱 铁的冶炼化学原理铁的冶炼化学原理一氧化碳与氧化铁反应一氧化碳与氧化铁反应基本反应原理：基本反应原理：FeFe2 2O O3 3 + +CO CO Fe+Fe+ CO CO2 2高温高温FeFe2 2O O3 3FeFe3 32 23 31 1铁铁的冶炼的冶炼 实验装置实验装置(CO)(Fe2O3)尾气处理尾气处理(红棕色粉末红棕色粉末)蓝色火焰蓝色火焰酒酒精精喷喷灯灯澄清澄清石灰石灰水水铁铁的冶炼的冶炼（1 1）连接仪器；）连接仪器；（2 2）检查装置的气密性；）检查装置的气密性；（3 3）装入药品并固定装置；）装入药品并固定装置；（4 4）向硬质玻璃管内通入）向硬质玻

4、璃管内通入COCO气体；气体；（5 5）给氧化铁加热；）给氧化铁加热；（6 6）停止加热；）停止加热；（7 7）等玻璃管冷却至室温后停止通入）等玻璃管冷却至室温后停止通入COCO气体，气体，熄灭右端酒精灯；熄灭右端酒精灯； 实实 验验 步步 骤骤 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。 实实 验验 说说 明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。 检验装置中空气已排尽的方法是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。 红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变

5、浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。 实实 验验 现现 象象 尾尾 气气 处处 理理（1）收集法：）收集法：接一气球收集尾气或将尾气用接一气球收集尾气或将尾气用排水法收集排水法收集。（2）燃烧法：）燃烧法：将尾气点燃将尾气点燃。（可用于加热氧。（可用于加热氧化铁）化铁）CO有毒，防止污染空气有毒，防止污染空气。 相相 关关 化化 学学 方方 程程 式式Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 2 CO + O2 2 CO2高温高温 点燃点燃工业炼铁的主要设备：高炉 工业炼铁工业炼铁炼炼 铁铁 工工 业业 设设 备备 图图 工业炼铁工业炼铁 工业炼

6、铁原理工业炼铁原理 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。 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 设备：高炉 相关反应：C + O2 CO2CO2 + C COFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 点燃点燃 高温高温 高温高温CaCO3 CaO + CO2 高温高温CaO + SiO2 CaSiO3（硅酸钙）（硅酸钙） 高温高温除去铁矿石中的SiO2等杂质提供热量和产生还原剂 工业炼铁工业炼铁 1、还原法 把金属矿物与焦炭、氢气、一氧化

7、碳等还原性物质一起加热反应。 金属的其他冶炼方法金属的其他冶炼方法Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温高温2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 高温高温 Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O 高温高温物质物质失去氧失去氧的反应称为的反应称为还原反应还原反应，物质，物质得到得到氧氧的反应称为的反应称为氧化反应氧化反应。 CuO + H2 Cu + H2O CuO + CO Cu + CO2 2CuO + C 2Cu + CO2 高温高温 还原氧化铜制铜还原氧化铜制铜 金属的其他冶炼方法金属的其他冶炼方法 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

8、法。 （1）电解熔融氧化铝制金属铝： 2Al2O3 4Al + 3O2 （2）电解熔融的氯化钠： 2NaCl 2NaCl + Cl2通电 金属的其他冶炼方法金属的其他冶炼方法通电 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： 2HgO 2Hg + O2 金属的其他冶炼方法金属的其他冶炼方法 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 + CuSO4 FeSO4 + Cu 金属的其他冶炼方法金属的其他冶炼方法含杂质物质的化学方程式计算含杂质物质的化学方程式计算 化学方程式所表达的都是化学方程式所表达的都是纯净物纯净物发生化学变化时

9、的相发生化学变化时的相互关系，各化学式所对应的量，反映的是互关系，各化学式所对应的量，反映的是纯净物纯净物之间之间的质量关系的质量关系。 当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质的物质当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算的质量换算成纯物质的质量，再进行计算纯物质的质量纯物质的质量不纯物质的质量不纯物质的质量纯度纯度100纯物质的量纯物质的量 不纯物质的量不纯物质的量纯度纯度 杂质质量杂质质量 不纯物质的质量不纯物质的质量（11纯度）纯度）答：答：1000t1000t可炼出生铁为可炼出生铁为583t583t。例例 1000t1000t含氧化铁含氧化铁

10、80%80%的赤铁矿石，理论上可炼出的赤铁矿石，理论上可炼出含铁含铁96%96%的生铁的质量是多少？的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量：解：氧化铁的质量： 1000t1000t 80% =800t 80% =800t设：理论上可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为X XFeFe2 2O O3 3+3CO = 2Fe+3CO+3CO = 2Fe+3CO2 2 160 2X56160 2X56800 X800 X折合为含铁折合为含铁96%96%的的生铁的质量为生铁的质量为560t560t96%=583t96%=583t含杂质物质的化学方程式计算含杂质物质的化学方程式计算160160 800t x=560t 800t x=560t2 256 x56 x=