沪教版化学初中九年级上册课件5.2 金属矿物 铁的冶炼

第5章第2节金属矿物铁的冶炼 金属的分布及存在单质：少数化学性质较不活泼的金属，如铂、金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠、钙等。孔雀石(Cu2(OH)2CO3)金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。常见的金属矿物 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银金属的分布及存在 铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿和赤铜矿等。黄铜矿：CuFeS2辉铜矿：Cu2S孔雀石：Cu2(OH)2CO3常见的金属矿物 铝的矿物主要有铝土矿（Al2O3）和明矾石[KAl(SO4)2]等。铝土矿：Al2O3常见的金属矿物 铁的矿物主要有：赤铁矿、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿(Fe2O3﹒xH2O)等。赤铁矿：Fe2O3黄铁矿：FeS2菱铁矿：FeCO3常见的金属矿物 用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。铁的冶炼铁在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝。 炼铁的原理一氧化碳与氧化铁反应＿Fe2O3+＿CO＿Fe+＿CO2高温Fe2O3→Fe3231铁的冶炼 实验装置(CO)(Fe2O3)尾气处理(红棕色粉末)蓝色火焰酒精喷灯铁的冶炼 （1）连接仪器；（2）检查装置的气密性；（3）装入药品并固定装置；（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；（5）给氧化铁加热；（6）停止加热；（7）等玻璃管冷却至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯。实验步骤铁的冶炼 反应前先通CO再加热的目的：排尽装置内空气，以免加热时与空气混合发生爆炸。实验说明反应后撤去酒精喷灯继续通CO的目的：防止在较高温度下铁重新被氧化。铁的冶炼 检验装置中空气已排尽的方法在右端导气管口用排水法收集一小试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽。铁的冶炼 红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。实验现象尾气处理（1）收集法：接一气球收集尾气或将尾气用排水法收集。（2）燃烧法：将尾气点燃。（可用于加热氧化铁）CO有毒，防止污染空气。铁的冶炼 相关化学方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2OCO+O22CO2高温点燃铁的冶炼 工业炼铁的主要设备：高炉工业炼铁 炼铁工业设备图工业炼铁 工业炼铁原理把铁矿石跟焦炭、石灰石一起加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳气体跟氧化铁在高温下反应生成铁。注：高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。设备：高炉相关反应：C+O2CO2CO2+C2COFe2O3+3CO2Fe+3CO2点燃高温高温CaCO3CaO+CO2高温CaO+SiO2CaSiO3（硅酸钙）高温除去铁矿石中的SiO2等杂质提供热量和产生还原剂工业炼铁 1.还原法把金属矿物与焦炭或氢气、一氧化碳等还原性物质一起加热反应。金属的冶炼方法Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温2Fe2O3+3C4Fe+3CO2高温Fe2O3+3H22Fe+3H2O高温物质失去氧的反应称为还原反应，物质得到氧的反应称为氧化反应。 2.电解法某些活泼的金属很难从其矿石中还原出来，需用电解的方法。（1）电解熔融氧化铝制金属铝：2Al2O34Al+3O2（2）电解熔融的氯化钠：2NaCl2Na+Cl2通电金属的冶炼方法通电 3.热分解法有些金属的氧化物受热易分解，可用加热的方法。氧化汞制水银：2HgO2Hg+O2△金属的冶炼方法4.湿法冶金铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，这种方法是现代湿法冶金的原理。Fe+CuSO4FeSO4+Cu 含杂质物质的化学方程式计算化学方程式所表达的都是纯净物发生化学变化时的相互关系，各化学式所对应的量，反映的是纯净物之间的质量关系。当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。纯物质的质量不纯物质的质量纯度=×100％纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度=不纯物质的质量×（1－杂质的质量分数） 答：1000t可炼出生铁为583t。例：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量为1000t×80%=800t设理论上可炼出铁的质量为x，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160112800tx折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t含杂质物质的化学方程式计算高温160800t=112xx=560t