铁的冶炼合金课件20

钢铁的用途：
三、合金
合金是由一种金属跟其他金属(非金
属)熔合形成的有金属特性的物质。 金属材料：包括各种金属和各种合金
1、铜合金：分为黄铜﹑青铜﹑白铜3 大类。黄铜 以锌作主要添加元素的铜 合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。 青铜 原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜 以外的铜合金均称青铜 。白铜 以镍为 主要添加元素的铜合金。
பைடு நூலகம்
二、工业炼铁
焦炭
铁矿石
石灰石
热空气 炉渣出口
生铁出口
炼铁高炉模型
❖ 1、主要原料： ❖ 2、设备：
❖ 3、原理：
❖ 4、CO的来源： ❖ 5焦炭的作用：
❖ 6石灰石作用：
❖ 铁矿石、焦炭、石 灰石、热空气
❖ 高炉
❖ 用CO将铁从它的化合 物中还原出来
❖ C + O2 点燃 CO2 ❖ C + CO2 高温 2CO ❖ （1）提供热量
§5.2 铁的冶炼 合金
思思考考：：
铁在自然界中以化合物 的形式存在，如赤铁矿、 磁铁矿、黄铁矿等，钢 铁是怎样炼成的？
金属的冶炼：使金属矿物生成金属的过程
在我们的日常生活中， 经常接触到与铁有关 的物品，如铁门、铁 窗框、铁锅等；而一 个国家的命脉——重 工业，更是离不开钢 铁的使用。那么钢铁 是如何由矿石炼成的 呢？
结论：
考虑到经济效益等原因，
我们一般选择碳或者一 氧化碳。
根据刚才的讨论，写出一氧化碳还原氧化铁的原理：
3CO + Fe 2O3 ==2Fe +3CO2
注意配平
一、实验室CO还原氧化铁
CO与氧化铁反应
➢ 实验开始时，为什么要先通一会儿CO后点燃 酒精灯？
➢ 现象？ ➢ 反应后生成的物质是什么，如何检验？ ➢ 原理： ➢ 实验结束时，是应先停止通CO还是先撤酒精
A.Fe B．H2O C．Fe3O4 D．H2
2．Fe2O3＋2Al高温 Al2O3＋2Fe
氧化剂
还原剂 _______
有关杂质问题的计算
例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含 氧化铁的质量是多少？ 氧化铁的质量： 1000t× （ 1- 20% ）=800t
纯净物的质量=
混合物的质量×物质的质量分数
4、反应原理。
高
3CO + Fe 2O3 =温=2Fe +3CO2
5、实验结束时，是应先停止通CO 还是先撤酒精灯？为什么？
应先停止加热，后停 止通CO直到试管冷 却，否则高温可能会 使生成的铁又被氧化。
6、尾气中的气体主要是什么？ 如何处理？
尾气中的主要成分为 一氧化碳，可以用点 燃的方法进行处理。
形状记忆合
金是指具有特殊
形状记忆功能的合 金；只要达到一定 温度，就能在瞬间 恢复原来的形状。
储氢合金是
指在室温下能吸 收氢气，稍微加 热就可以很快放 出氢气的合金。 以镁或稀土金属 为主形成的合金。
三．氧化还原反应
▪ 通常把物质与氧结合的过程成为氧化， 而把与氧分离的过程称为还原。
▪ 举例：3CO + Fe 2O3 高温 2Fe+3CO2 ▪ CO得到氧被氧化成CO2， Fe2O3失去氧
2、铝合金：按加工方法可以分为变形（或加 工）铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为 不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝 合金。不可热处理强化型包括高纯铝、工业高 纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化 型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来 提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝 和特殊铝合金等。铸造铝合金按化学成分可分 为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。 3、焊锡 4、武德合金：保险丝
5、铁合金：分生铁和钢 生铁：分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨 铸铁等几种。 钢：分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢分为高、中、低碳钢。 合金钢：包括不锈钢、锰钢、硅钢、铬 钢、钼钢、钨钢等。 6、钛合金 7、铱合金
不锈钢：不锈钢
是指含镍13%以上的 铁合金；在空气中较 稳定，不容易生锈， 能保持金属光泽和银 白色。
❖ （2）提供CO
❖ 造渣原料
金属的冶炼方法
• 1、还原剂法：较活泼的金 • 属如（Mn、Zn、Fe、 Cu 、Sn、Pb
等） • 是把它们的矿物跟氢气或 • 焦炭、 CO等物质一起加热 • 反应，这样的冶炼方法称为还原剂法 • 2、电解法：有些金属非常活泼 • （如：Na、K、Mg、Al等）很难从 • 其矿物中提取出来。为了得到它们， • 需要用电解的方法。 • 例如：从氧化铝制铝就需要使用电解
的方法。 • 2Al 2O3 =通电= 4Al + 3O2↑
生铁 钢
碳含量 类别 机械性能
机械加工
用途
2—4.3%
混合物
硬且脆、无韧 性 可铸、不可煅 铁 锅、机床底座
0.03—2%
混合物
坚硬、韧性大、 塑性好
可铸、可煅、 可压延
制造机器、交 通工具、武器
生铁和钢的主要区别？
如何解释“百炼成钢”？
金属材料的使用，标 志着人类的进步和发 展，我国古代劳动人 民在商代就能制造出 青铜器，春秋战国时 期就会冶铁炼钢；这
节课，我们就以铁为
例，一起来了解金属 冶炼的方法。
【活动探究】铁的冶炼
讨论：如何将赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼成铁呢？
方案一： 加热使氧化铁进行分解 方案二：找一种物质能够夺去氧化铁中的“氧”
被还原成Fe。 ▪ CO是还原剂，Fe2O3是氧化剂
反应物中： 得氧—被氧化—氧化反应——还原剂 失氧—被还原—还原反应——氧化剂
练习
1．铁制的菜刀在生产时要通过“粹火”处 理来增加刀的硬度，具体操作是将红热的
菜刀浸入水中急速冷却。此时发生反应如 下3Fe＋4H2O高温 Fe3O4＋4H2↑该反应中 属于还原剂的是 ( )
例为例 为292、96、6%计%计，算，算含多含多铁少铁少5吨56吨60生0t生？t铁？铁中中含含铁铁的的质质量量分分数数 生铁的质量： 560t÷96%=583.3t
不纯物质的质量=
纯物质的质量÷物质的质量分数
例3：用1000t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？
灯？为什么？ ➢ 尾气中的气体主要是什么？如何处理？
1、实验开始时，为什么要先通 一会儿CO后点燃酒精灯？
除尽试管内的空气， 否则加热可能会引起 爆炸。
2、现象？
红棕色固体慢慢变为 黑色，澄清石灰水变 浑浊。
3、反应后生成的物质是什么，如何检验？
生成物是铁和二氧化碳
证明方法：能被磁铁吸引 的是铁，能使澄清石灰水 变浑浊的是二氧化碳。