炼铁的原理

知识回顾
溶质质量分数=
溶质质量
溶液质量
×100%
1、配制100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸 溶液需要溶质质量分数为98%的硫酸溶液 多少？需水多少？
2、100g溶质质量分数为9.8%的硫酸溶液与 足量的锌反应，能产生多少氢气？
金
• • • • • • • • •
属
之
最
地壳中含量最高的金属元素── 铝 人体中含量最高的金属元素── 钙 目前世界年产量最高的金属── 铁 导电、导热性最好的金属── 银 硬度最高的金属── 铬 熔点最高的金属── 钨 熔点最低的金属── 汞 密度最大的金属── 锇 密度最小的金属── 锂
主要成分中的含铁量
常见的几种铁矿石的成分
赤铁矿 主要成分 Fe2O3 70%
磁铁矿 主要成分 Fe3O4 72%
菱铁矿 主要成分 FeCO3 48%
黄铁矿 主要成分 FeS2 56%
主要成分中的含铁量
要完成铁的冶炼通常考虑哪些 主要方面的问题？ 冶炼原理； 冶炼原料；
冶炼装置(设备)等。
如何从铁矿石中得到铁呢?
3CO + Fe2O3==== 2Fe + 3CO2
160 80吨
160 112
高温
112 X
=
80吨 X
X=56吨
生铁的质量：56吨÷98%=57.14吨
学以致用 2.炼铁厂利用100吨含Fe2O380%的赤铁矿，可以炼 出多少吨纯铁？ 可以炼出多少吨含铁96%的生铁？ 解：可以炼出纯铁的质量为X
Ａ、Fe2
o
3
Ｂ、
co
Ｃ、Fe
Ｄ、co2
2.为适应火车提速，沪宁线上原有的短轨全部接为超
长轨。在焊接过程中，工程技术人员点燃铝热剂（铝
粉和氧化铁的混合物）能释放大量的能量，生成熔融 状态的铁可用来连接铁轨，反应的化学方程式如下： Fe2O3+2Al
高温
Al2O3+2Fe B. Al
其中的还原剂为（ C. Al2O3 D. Fe
Fe2O3+ 3CO
失氧，被还原
2Fe + 3CO2
我是还原剂！
三、工业炼铁
1.原料: 铁矿石 焦炭 石灰石
高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
2.原理:
3.设备: 高炉
炼铁高炉示意图
高炉内发生的化学反应
3co+Fe2
点燃
o = 2Fe+3co2
高温
3
c+co2 = 2co（制还原剂） c+o２ = co2（供热、CO ） ＣaCo3 = CaO+co2
A. wk.baidu.come2O3
B
）
3. 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 A B C 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____________。
三、炼铁的原理
知识要点 1.说出常见的铁矿石及其主要成份； 2.知道炼铁的原理及各流程的作用； 3.正确写出炼铁反应的有关化学方程式 并进行有关的计算。
Fe:56 C:12 S:32
O:16
一、常见的几种铁矿石
赤铁矿 主要成分 Fe2O3
磁铁矿 主要成分 Fe3O4
菱铁矿 主要成分 FeCO3
黄铁矿 主要成分 FeS2
金属材料的分类
黑色 金属 铁、铬、锰 及它们的合金
有色金 属材料
轻金属 重金属 稀土金属 稀散金属 贵金属
铁的合金----生铁和钢的比较
铁合金
碳的含量 其他元素 熔点／℃
生铁
2%～4.3% 硅、锰等 1 100～1 200
钢
0.03%～2% 铬、镍等 1 450～1 500
机械性能
机械加工
硬而脆，无韧性 坚硬、韧性大、 塑性好 可铸、不可锻 可铸、可锻、可 压延
实验现象：红色固体变成黑色；
澄清石灰水变浑浊。
录像
高温条件下用一氧化碳把 铁从其氧化物中还原出来
红色固体变成黑色； 澄清石灰水变浑浊。
写出反应的化学方程式：
高温
Fe2O3+ 3CO
还原剂？还原反应？
2Fe + 3CO2
还原反应：氧化物中的氧被夺去的反应。 夺取氧的物质叫做还原剂。 炼铁原理 高温
112
现象：红色固体变成黑色；
澄清石灰水变浑浊。
（ 赤铁矿 Fe2O3） （ 磁铁矿 Fe3O4） 菱铁矿（FeCO3） 黄铁矿（FeS2）
铁矿石
1.有关的化学方程式？ 2.一氧化碳的化学性质？ 3.如何证明产物中有铁？
1、在 3co+Fe2
o = 2Fe+3co2
3
高温
反应中，
作为还原剂的物质是：（ ） B
高温
2
高温
处理方法：回收再利用
与杂质反应， 除杂
学以致用
Fe:56
O:16
1.炼铁厂利用100吨Fe2O3，可以炼出多少吨纯铁？ 可以炼出多少吨含杂质2%的生铁？ 2.炼铁厂利用100吨含Fe2O380%的赤铁矿，可以炼 出多少吨纯铁？ 可以炼出多少吨含铁96%的生铁？
学以致用 1.炼铁厂利用80吨Fe2O3，可以炼出多少吨纯铁？ 可以炼出多少吨含铁2%的生铁？ 解：可以炼出纯铁的质量为X
钢 （0.03%~2%）硬度、抗腐蚀 性能增强
学完本课题你应该知道 1．金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下 它们都是固体(汞除外)，有金属光泽，一般为电和热 的优良导体，有延展性，熔点较高。 2．物质的性质在很大程度上决定了物质的用途， 但这不绝对。还要考虑价格、资源、是否美观、使 用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影 响等多种因素。 3．金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在 金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金， 其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成 它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此， 合金具有更广泛的用途。
一、金属
课题一、金属材料
1、金属的一些物理性质： 大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导电导热、 熔沸点高、有延展性 2、考虑物质用途时考虑多种因素
二、合金
1、在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得 合金 2、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高， 抗腐蚀性能也更好 生铁 （2%~4.3%）硬度比纯铁硬 纯铁 铁的合金 （含碳量不同）
以赤铁矿(主要成分Fe2O3)为例。
Fe2O3
高温
CO
Fe
在高温下，可以用CO从铁矿石中 还原出铁。
铁矿石 : 焦炭: 石灰石:
铁
一氧化碳
高温
Fe2O3+ 3CO
2Fe + 3CO2
二、实验室炼铁：
氧化铁 一氧化碳
石灰水
A
B
右边酒精灯 的作用？
实验开始：先通一氧化碳再加热 实验结束：先停止加热继续通一氧化碳到试管冷却
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 A B C 时可能会发生爆炸。 (2) 写出A中发生反应的化 学方程式 高温 Fe2O3＋3CO 2Fe+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。
铜和铁是人类使用较早的金 属，我国劳动人民在商代就制造出 精美的青铜器，春秋战国时期就会 冶铁和炼钢。铝的利用要比铜和铁 晚得多，那仅仅是100多年前的事 情。但由于铝的密度小和具有抗腐 蚀等优良性能，现在世界上铝的年 产量已超过了铜，位于铁之后，居 第二位。
3CO + Fe2O3==== 2Fe + 3CO2
160 100吨×80% =80吨
160 112
高温
112 X
80吨 X X=56吨
=
生铁的质量：56吨÷96%=58.3吨
课本66页挑战自我4题
炼
铁
焦炭
还原剂？还原反应？
原料: 铁矿石
原理：Fe2O3+
160
石灰石 高温
3CO
2Fe + 3CO2