《6.3金属矿物与冶炼(上课)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6.3金属矿物与冶炼(上课)（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、十九世纪初，美国展开一场向西部扩张的西进运动，一批批冒险家纷纷向太平洋西岸推进。加利福尼亚发现金矿的消息被证实后，引发另一波的移民潮，人们放下手边的工作涌向圣弗朗西斯科，试图一圆淘金的梦想。十九世纪初，美国开始了势不可当的西进运动，使美国的边疆从密西西比河不断向太平洋西岸推进。一八四八年，前进到加利福尼亚的人们在这里发现了金矿，立刻引起世界的轰动，迅速形成规模空前的淘金热很久以前，有个爱财如命的老财主，整天逼迫长工们为他干活。一天地主亲自上山监视长工们是否干活时偷懒。突然，他在一个山谷里发现满地都是黄澄澄的“金子”，这简直使他高兴得发狂了，地主贪婪地、大把大把地往口袋里装“金子”，直到口袋里再
2、塞不下了，才跑回家把“金子”藏起来。从这以后，地主也开始干活了。每天夜晚，地主总象一个小偷似的摸黑上山，将一袋袋的“金子”往家里搬，直到家里无处可藏才罢手了。有一天，地主挑了指甲那么大一块“金子”到钱庄里去换钱。钱庄的伙计接过“金子”一看，大骂地主是天字第一号大傻瓜，把“金子”给扔出来了。愚人金愚人金提出问题：你知道铁在自然界中的存在提出问题：你知道铁在自然界中的存在 形式及原因吗？形式及原因吗？实验探究：实验探究：收集资料：收集资料：几种常见的铁矿石几种常见的铁矿石(Fe2O3) 黄铁矿黄铁矿 (FeS2)磁铁矿磁铁矿 (Fe3O4 )菱铁矿菱铁矿 (FeCO3)返回 如何从铁矿石中得到铁呢
3、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（主要在高温下，用还原剂（主要是是CO)CO)从铁矿石中还原出铁。从铁矿石中还原出铁。微观微观说明说明 CO夺取夺取Fe2O3中的氧生成中的氧生成CO2和铁，说明和铁，说明CO具具有还原性，把有还原性，把Fe2O3还原成了铁，还原成了铁， CO是还原剂，是还原剂，化学上把氧化物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。化学上把氧化物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。返回 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 2F
4、e + 3CO2 高温高温夺取氧的物质叫做夺取氧的物质叫做还原剂还原剂。得氧得氧被氧化，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！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实验现象：实验现象：红色固体变成黑色；澄清石灰水变浑浊。D:初四化学课时备课炼铁一氧化碳还原氧化铁标清.flv实验步骤：实验步骤：1、检查装置气密性、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、点燃右边点燃右边酒精灯酒
5、精灯4、验纯、验纯、通入一氧化碳通入一氧化碳气体气体5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热、点燃酒精喷灯给氧化铁加热6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热(熄灭喷灯)7、待玻璃管内固体冷却后、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，8、然后然后熄灭右边酒精灯熄灭右边酒精灯实验前要先通实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时CO与空气混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续与空气混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续通通CO至玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气至玻璃管内
6、固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。现象：现象：红色红色粉末粉末变成变成黑色黑色，澄清，澄清的石灰水变浑浊。的石灰水变浑浊。点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火焰火焰一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁实验室实验室实验室实验室相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：相关的化学方程式：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2点燃点燃点燃点燃高温高温高温高温用酒精灯点燃尾气用酒精灯点燃尾气的作用是的作用是防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳
7、污染空气练习：练习：1、实验中要先通入一段时间的、实验中要先通入一段时间的CO，再加热，再加热Fe2O3。 2、实验结束后要等玻璃管中的物质冷却后，再停止通入、实验结束后要等玻璃管中的物质冷却后，再停止通入CO。 3、在实验过程中要及时点燃一氧化碳，使之燃烧。、在实验过程中要及时点燃一氧化碳，使之燃烧。 防止加热时试管内有空气可能会防止加热时试管内有空气可能会爆炸爆炸。防止生成的铁再被空气中的氧气防止生成的铁再被空气中的氧气氧化氧化。由于一氧化碳有由于一氧化碳有毒性毒性散失到空气中会造成空气污散失到空气中会造成空气污染，故使之燃烧转化成无毒的二氧化碳。染，故使之燃烧转化成无毒的二氧化碳。根据一
8、氧化碳还原氧化铁的实验，回答下列问题。（1）请你写出有关化学反应方程式：（2）将产物通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。说明生成了什么气体？（3）把得到的黑色粉未倒在白纸上观察，用磁铁试验它，黑色粉未能被磁铁吸起。判断固体是什么物质？（4）一氧化碳与木炭.氢气有相似之处，都有还原性。能否用木炭还原氧化铁？请推测出反应的产物？（5）分别写出一氧化碳还原四氧化三铁、氧化铜的化学方程式，分析一氧化碳是怎样变成二氧化碳的，并由此推测出一氧化碳还原金属氧化物的配平方法。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
9、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4.某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如图所示：(1）若先给氧化铁热，氧化铁再通入一氧化碳，可CO能产生的后果是原因是_(2)写出A中发生反应的ABC化学方程式_（3）装置B中产生的现象可判断反应是否开始发生，则B中的试剂是（填名称）_（4）装置C的作用是_(5)装置C收集气体的方法叫做_。4.某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如图所示：(1）若先给氧化铁热，再氧化铁通入一氧化碳，可能CO产生的后果是爆炸，原因是一氧化碳中混有空气不纯净，加热ABC时可能
10、会发生爆炸。(2)写出A中发生反应的化学方程式Fe2O33CO2Fe+3CO2（3）装置B中产生的现象可判断反应是否开始发生，则B中的试剂是（填名称）澄清石灰水（4）装置C的作用是防止一氧化碳气体污染空气。(5)装置C收集气体的方法叫做排水集气法。炼铁高炉示意图炼铁高炉示意图工业炼铁工业炼铁1.原料原料:3.设备设备:高炉高炉铁矿石铁矿石焦炭焦炭石灰石石灰石2.原理原理:高温高温Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2空气空气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）（制还原剂供热）（
11、造渣）处理方法：回收再利用高炉内发生的化学反应CaSiO3CO CO2 N2炉身炉身炉腰炉腰炉缸炉缸炉喉炉喉高炉煤气高炉煤气铁矿石、焦碳、熔剂出渣口出铁口矿渣生铁CaCO3 = CaO + CO2CaO + SiO2 = CaSiO33CO +Fe2O3=2Fe + 3CO2CO2 + C = 2COC + O2 = CO2进风口进风口CO22COCO22COCO CO2 N2CO CO2 N22Fe2Fe2FeCaO + SiO2 = CaO + SiO2 =CaSiO3CaSiO3炼铁时各物质的作用：炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：焦炭：燃烧放热提
12、高炉温，并将生成的燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的还原为具有还原性的CO，因此在，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。与矿石充分接触，使反应更彻底。结束炼铁的最终产品是生铁合金。生铁合金。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 低低含碳量含碳量工业上冶炼金属的原理和方法1、还原法：CO还原赤铁矿石（还原剂一般为（还原剂一般为C和和CO，夺氧后转化成，夺氧后转化成CO2气体，能脱离反应体系，致使金属
13、被还原气体，能脱离反应体系，致使金属被还原出来。）出来。）2、电解法：电解氧化铝得到铝、电解法：电解氧化铝得到铝 电解氯化镁得到镁。电解氯化镁得到镁。3、热分解法：、热分解法：2HgO=2Hg+O2要炼要炼112112吨铁，需含氧化铁吨铁，需含氧化铁80%80%的赤铁矿石多少吨的赤铁矿石多少吨？学以致用学以致用3CO + Fe3CO + Fe2 2O O3 3= 2Fe + 3CO= 2Fe + 3CO2 2高温高温160160112112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 X X 纯度纯度解：解：炼铁厂利用炼铁厂利用100100吨含吨含FeFe2 2O O3 380%80%的赤铁矿，可以炼出的赤铁矿，可以炼出多少吨纯铁？多少吨纯铁？学以致用学以致用3CO + Fe3CO + Fe2 2O O3 3= 2Fe + 3CO= 2Fe + 3CO2 2高温高温160160112112100100吨吨80%80%=80=80吨吨X X1601601121128080吨吨 X X=X=56X=56吨吨解：可以炼出纯铁的质量为解：可以炼出纯铁的质量为X X可以炼出多少吨含铁可以炼出多少吨含铁96%96%的生铁？的生铁？
