科粤版九年级化学63金属矿物与冶炼课件.ppt

1、6.3 6.3 金属矿物与冶炼金属矿物与冶炼温温 故故 知知 新新金属活动顺序表金属活动顺序表K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H H）Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱 在生产和日常生活中应用最在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么？广泛的金属是什么？人类生活离不开金属人类生活离不开金属俗话说：俗话说：“沙里淘金沙里淘金”金可以从河沙里淘出，金可以从河沙里淘出，这说明金在自然界中是以什么形式存在的？这说明金在自然界中是以什么形式存在的？单质单质自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存

2、在的金1.1.常见的金属单质常见的金属单质2.2.常见的几种矿石常见的几种矿石在地壳中，矿物常在地壳中，矿物常与岩石混合共存在与岩石混合共存在一起，形成矿石一起，形成矿石赤铁矿赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿磁铁矿（Fe3O4）钛铁矿钛铁矿（FeTiO3）黄铁矿黄铁矿（FeS2）孔雀石孔雀石（Cu2(OH)2CO3）赤铜矿赤铜矿（Cu2O）铝土矿铝土矿（Al2 O3）一、几种金属矿物一、几种金属矿物 1.金属元素在自然界的存在形态金属元素在自然界的存在形态少数很不活泼金属。如金、银、铂少数很不活泼金属。如金、银、铂绝大多数金属以化合物形态存在于矿物中绝大多数金属以化合物形态存在于矿物中（1 1）单质

3、形态存在：）单质形态存在：（2 2）化合物形态存在：）化合物形态存在：金属的冶炼金属的冶炼实质是把金属从实质是把金属从矿石中还原出来的过程矿石中还原出来的过程 如何从铁矿石中得到铁呢如何从铁矿石中得到铁呢?以以赤铁矿赤铁矿(主要成分主要成分Fe2O3)为例。为例。Fe2O3 FeCO高温高温 在高温下，用还原剂（主要是在高温下，用还原剂（主要是CO)CO)从从铁矿石中还原出铁。铁矿石中还原出铁。还原反应：还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应。含氧化合物中的氧被夺去的反应。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温高温还原剂还原剂:能夺取含氧化合物里的氧，使其发生还原反能夺取含氧化合物里的氧，

4、使其发生还原反应的物质应的物质,具有还原性具有还原性夺氧夺氧被氧化，发生被氧化，发生氧化反应氧化反应，作作还原剂还原剂失氧失氧被还原，发生被还原，发生还原反应还原反应，作作氧化剂氧化剂我是我是还原剂！还原剂！炼铁的基本原理 观察活动：实验观察活动：实验65铁架台铁架台硬质玻璃管硬质玻璃管洗气瓶洗气瓶澄清的澄清的石灰水石灰水氧化铁氧化铁酒精灯酒精灯实验用品实验用品返回现象：_ 说明生成物有：方程式：_红棕色粉末变成黑色红棕色粉末变成黑色,石灰水变浑浊石灰水变浑浊Fe2O33CO2Fe3CO2高温高温铁和二氧化碳铁和二氧化碳还原反应：含氧化合物失去氧的反应还原反应：含氧化合物失去氧的反应还原剂：能

5、夺取含氧化合物里的氧，还原剂：能夺取含氧化合物里的氧，使它发生还原反应的物质使它发生还原反应的物质,具有还原性具有还原性炼铁的基本原理：用还原剂一氧化碳在高温条件下用还原剂一氧化碳在高温条件下将氧化铁中的铁还原出来将氧化铁中的铁还原出来注意：注意：1、先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧、先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空化碳与空 气混合受热爆炸气混合受热爆炸 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。（防止灼热的铁重新被氧化）玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁重新被氧化）3、把尾气烧掉，防止污染空气（或

6、将尾气用气球收集、把尾气烧掉，防止污染空气（或将尾气用气球收集起来）起来）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？实验中会出现、澄清石灰水的作用是什么？实验中会出现 什么现象？什么现象？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，再加热，再加热Fe2O3？5 5、为什么实验结束时、为什么实验结束时要等玻璃管中的物质冷却后，再停要等玻璃管中的物质冷却后，再停止通入止通入COCO?6、如何验证实验中产生了铁？、如何验证实验中产生了铁？澄清石灰水变澄清石灰水变空气中的空气中的o o2 2拓

7、展与迁移用氧化铜代替氧化铁进行实验，结果会怎样？用氧化铜代替氧化铁进行实验，结果会怎样？现现 象：象：化学方程式：化学方程式：黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清的石灰水黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清的石灰水变浑浊变浑浊A.H2+CuO Cu+H2O加热加热B.Fe2O3+3C 3CO2+2Fe 判断下列反应中的还原剂。判断下列反应中的还原剂。高温高温CO得氧，得氧，作作还原剂。还原剂。Fe3O4失氧，失氧，作作氧化剂。氧化剂。4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2高温高温不仅不仅CO具有还原性，具有还原性，C和和H2也具有还原性，也也具有还原性，也可以使金属氧化物还原。可以使金属氧化物还原。C+

8、2CuO 2Cu+CO2高温高温H2+CuO Cu+H2O拓展与迁移拓展与迁移3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 3C+2 Fe2O3 4Fe+3CO2高温高温原料：原料：铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石设备：设备：高炉高炉反应原理：反应原理：产品：产品：生铁生铁用还原剂将铁从它的化合物中还原出来用还原剂将铁从它的化合物中还原出来Fe2O33CO2Fe3CO2高温高温工业炼铁工业炼铁炼铁高炉示意图炼铁高炉示意图1、生铁的冶炼主要反应原料原料工业炼铁的主要设工业炼铁的主要设备是高炉备是高炉石灰石的作用是使矿石石灰石的作用是使矿石中的脉石（如二氧化硅）中的脉石（如二氧化硅）转变成炉渣而除

9、去转变成炉渣而除去C+CO2 CO高温aCo3=CaO+co2高温3co+Fe2o3=2Fe+3co2高温CaO+SiO2=aSio3高温c+co2=2co高温c+o=co2点燃（供热、CO2）（制还原剂）（造渣）处理方法：回收再利用高炉内发生的化学反应炼铁中各原料的作用：炼铁中各原料的作用：v铁矿石铁矿石-v焦焦 炭炭-v石灰石石灰石-v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、产生产生还原剂还原剂 CO 制造炉渣制造炉渣 提供氧气提供氧气 生铁和钢（铁的合金）生铁和钢（铁的合金）铁合金铁合金生铁生铁钢钢含碳量含碳量 含杂质含杂质（硫、磷硫、磷 等）机械性能机械性能

10、机械加工机械加工2%4.3%0.03%2%多多 少少硬而脆硬而脆 硬而韧硬而韧 良好的延展性良好的延展性和弹性和弹性 可铸不可煅可铸不可煅可铸可煅可铸可煅炼铁的最终产品是铁合金。铁合金。含碳含碳24.3的铁的铁合金合金.含碳含碳0.032 的铁的铁合金合金.钢钢生铁生铁降降 低低含碳量含碳量生铁和钢的区别在于生铁和钢的区别在于含碳含碳量量不同。不同。炼钢就是降低生炼钢就是降低生铁中的含碳量铁中的含碳量原料：原料：生铁、氧气生铁、氧气原理：原理：把生铁中的把生铁中的碳碳氧化从而降氧化从而降低含碳量低含碳量C+O2 =CO2点燃点燃产品产品：钢：钢设备：设备：平炉、电炉、转炉平炉、电炉、转炉有关杂

11、质问题的计算有关杂质问题的计算例1、1000t含含杂质杂质20%的的赤铁矿石赤铁矿石中含中含氧化铁氧化铁的质量的质量是多少？是多少？解：氧化铁的质量解：氧化铁的质量：1000t 80%=800t纯物质的质量纯物质的质量=不纯不纯物质物质的总质量的总质量物质的质量分数物质的质量分数分析：分析：1000t赤铁矿石赤铁矿石含氧化铁的质量分数是含氧化铁的质量分数是（1-20%）=80%铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石生铁生铁含碳量不同含碳量不同解：设可以炼出纯铁的质量为解：设可以炼出纯铁的质量为X X3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3=2Fe+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温1601601121122000200080%tX X160160200080%t112112 X X=X=1120tX=1120t答：含铁答：含铁11201120吨吨BADDc+o=co2点燃2c+o=2 co高温2c+o=2 co点燃3co+Fe2o3=2Fe+3co2高温例.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？