金屬礦物 鐵的冶煉

1、地殼中含量最多的前兩位金屬元素是哪些？2、試想這些元素的化學(xué)性質(zhì)是否活潑，在地殼中是以什么狀態(tài)形式存在？為什么？3、俗話說(shuō)：“沙里淘金”，金可以從河沙里淘出，這說(shuō)明金是以什么形式存在的？為什么呢？常見(jiàn)的金屬礦物 在自然界中，除了極少數(shù)不活潑的金在自然界中，除了極少數(shù)不活潑的金屬（如鉑、金、銀等）能以單質(zhì)形式存在，屬（如鉑、金、銀等）能以單質(zhì)形式存在，其余其余大多數(shù)金屬以化合物存在大多數(shù)金屬以化合物存在，金屬化合，金屬化合物在自然界中以金屬礦物的形式存在。鐵物在自然界中以金屬礦物的形式存在。鐵礦石是最常見(jiàn)的礦石。礦石是最常見(jiàn)的礦石。常見(jiàn)幾種金屬礦物常見(jiàn)幾種金屬礦物磁鐵礦磁鐵礦褐鐵礦褐鐵礦赤鐵礦赤鐵礦Fe3O4Fe2O3XH2OFe2O3鐵礦石鐵礦石黃鐵礦黃鐵礦 FeS2FeCO3菱鐵礦菱鐵礦常見(jiàn)幾種金屬礦物的成分常見(jiàn)幾種金屬礦物的成分 孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦銅礦石銅礦石黃銅礦黃銅礦金屬礦物金屬礦物自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)自然界以單質(zhì)形式存在的金形式存在的金鋁土礦鋁土礦1.地殼中元素含量由高到低的順序是_（前5位），其中位于金屬元素第二位且應(yīng)用最廣的是_。2.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在自然界中主要以_形式存在，常見(jiàn)的鐵礦石有： _ （主要成分為 ）、 （主要成分為 ）、菱鐵礦、黃鐵礦等。 O.Si.Al.Fe.CaFe化合物赤鐵礦磁鐵礦Fe2O3Fe3O4我國(guó)幾個(gè)大型的鐵礦遼寧鞍山湖北大冶四川攀枝花 磁鐵礦磁鐵礦主要成分為主要成分為Fe3O4 黃鐵礦的主要成分是黃鐵礦的主要成分是FeS2 鐵的幾種礦石鐵的幾種礦石赤鐵礦赤鐵礦(主要成分主要成分Fe2O3) 菱鐵礦主要成分菱鐵礦主要成分FeCO3 鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù):70%鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù):48%鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù):72%鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù):47%金屬的冶煉金屬的冶煉:即：金屬化合物金屬單質(zhì)化合態(tài)單質(zhì)態(tài)轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成使金屬礦物變成金使金屬礦物變成金屬的過(guò)程屬的過(guò)程.鐵的冶煉：鐵的冶煉：鐵的化合物轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成鐵單質(zhì) Fe2O3和和Fe的組成上均含有的組成上均含有Fe元素，不同之處在元素，不同之處在于于Fe少了少了O元素，要使元素，要使Fe2O3轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成Fe ，可從哪方面，可從哪方面入手？入手？ 1.可在可在 一定條件下，使一定條件下，使Fe2O3直接失氧，轉(zhuǎn)直接失氧，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F。變?yōu)殍F。 2.可在可在 一定條件下，可加入某類物質(zhì)，讓一定條件下，可加入某類物質(zhì)，讓其與其與Fe2O3中的中的O元素結(jié)合，元素結(jié)合， 主動(dòng)奪取主動(dòng)奪取Fe2O3中中的的“O”元素，使元素，使Fe2O3轉(zhuǎn)變成金屬轉(zhuǎn)變成金屬Fe。Fe2O3Fe 1、許多金屬的冶煉，是把它們的礦物跟焦炭或氫氣、許多金屬的冶煉，是把它們的礦物跟焦炭或氫氣、一氧化碳等物質(zhì)一起加熱反應(yīng)。（如錳、鋅、鐵、鎳、一氧化碳等物質(zhì)一起加熱反應(yīng)。（如錳、鋅、鐵、鎳、鉛等）鉛等） 2、有些金屬比較活潑，很難從其礦物中提取出來(lái)，、有些金屬比較活潑，很難從其礦物中提取出來(lái)，需用電解的方法。（如鋁等）需用電解的方法。（如鋁等）2Al2O3=4Al+3O2通電通電C+2ZnO=2Zn+CO2高溫高溫Fe2O3Fe 氧化氧化 +O-O還原還原得氧氧化，失氧還原得氧氧化，失氧還原 一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)CO澄清石灰水氣囊Fe2O3討論CO變渾濁磁鐵澄清石灰水討論顏色：顏色： 能否被磁鐵吸起？能否被磁鐵吸起？紅棕色紅棕色否否顏色：顏色： 能否被磁鐵吸起？能否被磁鐵吸起？澄清石灰水澄清石灰水_ 黑黑色色能能變渾濁變渾濁實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：氣氣 燈燈 燈燈 氣氣 1.紅棕色紅棕色的固體逐漸變成的固體逐漸變成 黑色黑色，且，且能被磁鐵吸引；能被磁鐵吸引； 2.產(chǎn)生能使澄清的石灰水變渾濁的產(chǎn)生能使澄清的石灰水變渾濁的氣體。氣體。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)反應(yīng)方程式：化學(xué)反應(yīng)方程式：CO+ Fe2O3 Fe+ CO2高溫高溫32 3反應(yīng)中有鐵和二氧化碳生成反應(yīng)中有鐵和二氧化碳生成結(jié)論（產(chǎn)物）：結(jié)論（產(chǎn)物）：1、澄清石灰水的作、澄清石灰水的作用是什么？用是什么？2、為什么要進(jìn)行尾氣處理？尾氣如何處理？、為什么要進(jìn)行尾氣處理？尾氣如何處理？3、實(shí)驗(yàn)中為什么要先通一段時(shí)間、實(shí)驗(yàn)中為什么要先通一段時(shí)間CO，再加熱，再加熱Fe2O3？4、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為什么要先停止加熱繼續(xù)通為什么要先停止加熱繼續(xù)通CO直至試管直至試管內(nèi)物質(zhì)冷卻？?jī)?nèi)物質(zhì)冷卻？點(diǎn)燃或用氣球收集點(diǎn)燃或用氣球收集檢驗(yàn)生成的二氧化碳檢驗(yàn)生成的二氧化碳因?yàn)橐驗(yàn)镃O有毒會(huì)污染環(huán)境有毒會(huì)污染環(huán)境排出裝置中的空氣，以免加熱時(shí)排出裝置中的空氣，以免加熱時(shí)CO與空氣混合，可能會(huì)發(fā)與空氣混合，可能會(huì)發(fā)生爆炸。生爆炸。防止熱的鐵再次被氧化以及防止石灰水倒吸防止熱的鐵再次被氧化以及防止石灰水倒吸鐵的冶煉鐵的冶煉1.工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備是：工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備是：高爐高爐工業(yè)煉鐵工業(yè)煉鐵2.2.工業(yè)煉鐵的原料及其作用：工業(yè)煉鐵的原料及其作用： （1 1）鐵礦石：）鐵礦石： （2 2）焦）焦 炭炭: : （3 3）石灰石：）石灰石： （4 4）空）空 氣氣: :提供鐵元素提供鐵元素a.a.提供熱源、維持爐溫提供熱源、維持爐溫b.b.提供提供COCO形成爐渣形成爐渣 提供氧氣提供氧氣高爐中的主要反應(yīng)高爐中的主要反應(yīng)3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2C+CO2=2COC+O2=CO2高溫高溫高溫高溫點(diǎn)燃點(diǎn)燃工業(yè)上煉得的不是純鐵（工業(yè)上煉得的不是純鐵（生生鐵）鐵）混合物混合物1.（1）用）用CO與赤鐵礦石煉鐵的實(shí)驗(yàn)步驟：與赤鐵礦石煉鐵的實(shí)驗(yàn)步驟：加熱加熱 通通CO 熄滅酒精燈熄滅酒精燈 停止通停止通CO（2）尾氣要處理的原因：）尾氣要處理的原因：（3）如果將）如果將CO改為改為H2還要進(jìn)行尾氣處理嗎？還要進(jìn)行尾氣處理嗎？ CO有劇毒會(huì)污染空氣有劇毒會(huì)污染空氣不需要，因?yàn)椴恍枰?，因?yàn)镠2無(wú)毒無(wú)毒D3.現(xiàn)有現(xiàn)有 磁鐵礦（主要成分：磁鐵礦（主要成分：Fe3O4 ) 黃鐵黃鐵礦（主要成分礦（主要成分FeS2 ) 赤鐵礦（主要成分赤鐵礦（主要成分Fe2O3），請(qǐng)你從多角度分析三種礦石中哪種不適），請(qǐng)你從多角度分析三種礦石中哪種不適合用來(lái)煉鐵，（填寫(xiě)序號(hào)）合用來(lái)煉鐵，（填寫(xiě)序號(hào)） ；原因：原因：含鐵量不高且會(huì)產(chǎn)生二氧化硫污染空氣分析：分析：磁鐵礦（磁鐵礦（Fe3O4）Fe%=72% 赤鐵礦（赤鐵礦（Fe2O3）Fe%=70% 黃鐵礦（黃鐵礦（FeS2）Fe%=47%關(guān)于含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式關(guān)于含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算的計(jì)算公式公式純凈物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量 = 不純物質(zhì)量不純物質(zhì)量 純凈物質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物質(zhì)量分?jǐn)?shù)不純物質(zhì)量不純物質(zhì)量 = 純凈物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量 純凈物質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量 = 不純物質(zhì)量不純物質(zhì)量 （1 - 雜質(zhì)雜質(zhì)%）純凈物質(zhì)量分?jǐn)?shù)純凈物質(zhì)量分?jǐn)?shù)=純凈物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量不純物的質(zhì)量不純物的質(zhì)量100 % 設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為xFe2O3+3CO =2Fe+3CO2高溫160112800tx160:800t=112：xX=560t答：理論上可以煉出鐵560t。高溫1、工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理2、工業(yè)煉鐵主要原料及設(shè)備、產(chǎn)物小結(jié)：作業(yè)：課后作業(yè)及練習(xí)冊(cè)