63金属矿物与冶炼

拓展与迁移
2.不仅CO具有还原性，C和H2也具有还原性，也 可以使金属氧化物还原。
C+2CuO 高温 2Cu + CO2 3C+2 Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑
3H2+ Fe2O3 H2+ CuO △
2Fe + 3H2O Cu + H2O
钢铁是怎样炼成的
123
工
业 炼
铁矿石 工业炼石铁焦灰炭石
铁
3CO＋Fe2O3 高=温= 2Fe+3CO2 高温 C + CO2点=燃 =2CO 热空气 C + O2 ==CO2 炉渣出口 生铁出口
炼铁高炉模型
1、炼铁中各原料的作用： • 铁矿石-- 提供铁元素 • 焦 炭-- a、燃烧产生热量
b、产生还原剂 CO
• 石灰石-- 制造炉渣 • 空 气-- 提供氧气
染空气。
B
CO
Fe2O3 CO.CO2
CO
CO2
①
CO + Fe2O3
②
CO2+Ca(OH)2
③
CO+O2
4、操作步骤
（1）先通入一氧化碳气体。 （2）再点燃酒精喷灯进行加热。 （3）当红棕色粉末变为黑色时，停止加热。 （4）继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却为止。
操作中的注意事项
1.实验开始时，要先通一会儿CO 后再点燃酒精喷灯， 为什么？ 为了排尽管内的空气，防止发生爆炸。
答：可炼出生铁583.3吨
作业：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要
含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？
生铁 — 铁 — 氧化铁 — 赤铁矿石
3200t 3136t X×96﹪
X
解：设需要赤铁矿石的质量为x
3CO＋Fe2O3
高温
==
2Fe+3CO2
160
112
X×96﹪
3136t
160
＝ 112
2、产品： 生铁
（含碳2℅— 4.3℅的铁合金）
123
工
业 炼
铁矿石 工业炼石铁焦灰炭石
铁
3CO＋Fe2O3 高=温= 2Fe+3CO2 高温 C + CO2点=燃 =2CO 热空气 C + O2 ==CO2 炉渣出口 生铁出口
炼铁高炉模型
生铁和钢的区别在于含碳 量不同。那么炼钢就是降 低生铁中的含碳量
原料：生铁、氧气
原理： 把生铁中的碳氧化从而降
低含碳量 C + O2 =点=燃CO2
产品：钢
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而 发行的邮票 转 炉 炼 钢
四、生铁和钢(铁的合金) 生铁和钢的比较
主
铁 合
要 元
杂质元素
含碳量
机械性能
金素
应用
C、Si、S、
生铁 Fe
P
2%-4.3%
硬而脆,无 韧性,可铸
铁锅,暖气片,
不可锻
机床底座Βιβλιοθήκη Baidu
硬而有韧性,
C、Si
机械性能好, 制造机械，
钢 Fe (S、P极 0.03%-2% 可铸、可锻、 交通工具，
少)
可压延
武器等
观察活动
Cu2(OH)2CO3 绿色
2CuO +H2O + CO2 黑色
H2+CuO
黑色
Cu + H2O
红色
三、金属的冶炼
1、加热法（制Hg、Ag、Au等不活泼金属）
72.4℅ 70℅ 46.7℅
FeTiO3
36.8℅
磁铁矿石 ( Fe3O4 ) 赤铁矿石 (Fe2O3)
1、仪器： 2、药品：
氧化铁Fe2O3（红棕色粉末） CO气体
345
稀在盐红 变反3证、酸应棕为明，后色黑装其若的色粉中置有固末有气及体铁泡中反。产滴应生加，水澄变清浑石浊灰。检 吸作 CO用验 收防：有CC止焰点OO蓝污出燃22色现火
赤铁矿(Fe2O3)
黄铁矿 FeS2
孔雀石Cu2(OH)2CO3
钛铁矿（FeTiO3） 方铅矿（PbS）
黄铜矿（CuFeS2）
软锰矿（MnO2）
思考：磁铁矿 (Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、
黄铁矿(FeS2)、钛铁矿（FeTiO3）等矿石 中，较适宜炼铁的是哪些？
已知铁的含量如下：
Fe3O4 Fe2O3 FeS2
X×96﹪
3136t
X=4666.7t
答：需要赤铁矿石的质量4666.7t.
课外充电：
1、查阅资料，了解加热与高温的区别，了解酒精灯 与酒精喷灯的温度范围。 2、思考：玻璃管内的固体物质在反应后质量会减少， 减少的是谁的质量？
2HgO
△
==
2Hg
+
O2↑
2、热还原法(制Zn、Fe、Cu等较活泼的金属)
还原剂：C、H2、CO 3、电解法（制K、Na、Mg、Al等活泼金属）
如：电解氧化铝制铝： 2Al2O3 通电 4Al ＋ 3O2 电解氯化镁制镁：MgCl2 通电 Mg ＋ Cl2
4、湿法冶金：
例如： CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
5、Au、Pt以单质极少量存在于自然界，可采 用物理方法获得。 （沙里淘金）
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
纯物质的质量=不纯样品的总质量×物质的质量分数
例2：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？
2.实验结束时，应先撤酒精喷灯，继续通CO至玻璃管 冷却，为什么？
防止生成的铁在高温下重新被氧化 防止溶液倒流炸裂玻璃管。
一氧化碳早出晚归
酒精喷灯迟到早退
5、对实验的改进
①尾气处理多样化
石 灰 水
拓展迁移
1.若用磁铁矿（主要成分Fｅ3O4)来炼铁，化学方 程式该怎么写？
４CO+ Fe3O4 高温 ３Fe ＋４CO2
在生产和日常生活中应用最 广泛的金属是什么？
1、知道元素有两种存在状态。 2、认识几种金属矿物。 3、了解钢铁是怎样炼成的。 4、认识还原反应及物质的还原性。
一、金属元素在自然界的存在
存在于矿物中
（1）游离态（单质）： Au、Ag、Pt （2）化合态（化合物）： 大多数
常见的几种金属矿物
磁铁矿 (Fe3O4)
赤铁矿石 — 氧化铁 — 铁 — 生铁
解1：00设0t可以1炼00出0t生×铁80的﹪质量X为×X96﹪
X
高温
3CO＋Fe2O3 == 2Fe+3CO2
注意：带入1化6学0 方程式计1算12的数据应是
纯净10物00的t×质80量﹪ X×96﹪
160
＝ 112
1000t×80﹪ X×96﹪
X＝583.3吨