第2節(jié)金屬礦物鐵的冶煉

1、一、常見的金屬礦物一、常見的金屬礦物 金屬元素在自然界有哪兩種存在狀態(tài)？金屬元素在自然界有哪兩種存在狀態(tài)？ 金屬元素在自然界中分布廣泛，除極少數(shù)不金屬元素在自然界中分布廣泛，除極少數(shù)不活潑的金屬（如：活潑的金屬（如：鉑、金、銀鉑、金、銀等）以單質的等）以單質的形式存在，其余大多數(shù)以化合物的形式存在。形式存在，其余大多數(shù)以化合物的形式存在。 礦石可以冶煉金屬。礦石可以冶煉金屬。自然界的金自然界的金常見的金屬礦物常見的金屬礦物赤鐵礦（赤鐵礦（FeFe2 2O O3 3）黃鐵礦（黃鐵礦（FeSFeS2 2）褐鐵礦（褐鐵礦（Fe2O3xH2O）磁鐵礦（磁鐵礦（FeFe3 3O O4 4）選擇鐵礦石煉鐵

2、選擇鐵礦石煉鐵需要注意哪些？需要注意哪些？鋼鐵的用途鋼鐵的用途 建筑建筑 橋梁橋梁 器械器械 車輛、飛機、艦艇車輛、飛機、艦艇 生活用具生活用具 其它其它鋼鐵是非常重要的金屬材料。鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明鋼鐵是非常重要的金屬材料。鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會進步的一個重要標志。和社會進步的一個重要標志。早在早在春秋戰(zhàn)國春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。金屬的冶煉金屬的冶煉變成變成使金屬礦物變成金屬的過程。使金屬礦物變成金屬的過程。 Fe2O3 Fe二、鐵的冶煉：二、鐵的冶煉：鐵的化合物鐵的化合物轉變成轉變成鐵單質鐵單質+ CO2+3CO2高溫高溫原理

3、：原理：裝置：裝置：3紅棕色紅棕色粉末粉末Fe2O3+ CO不能被磁鐵吸引不能被磁鐵吸引黑色黑色固體固體能被磁鐵吸引能被磁鐵吸引Fe + CO2能使澄清石能使澄清石灰水變渾濁灰水變渾濁 實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象： 紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏腆w，且能被磁紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏腆w，且能被磁鐵吸引；鐵吸引； 產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。 332高溫高溫CO澄清石灰水澄清石灰水氣囊氣囊Fe2O3FeFe收集收集 （1）向玻璃管內通入）向玻璃管內通入一氧化碳一氧化碳氣體；氣體； （2）點燃）點燃酒精燈，酒精燈，給氧化鐵加熱；給氧化鐵加熱；（3）熄滅）熄滅酒精燈，酒精燈，停止

4、加熱；停止加熱；（4）待玻璃管冷卻后，停止通）待玻璃管冷卻后，停止通一氧化碳一氧化碳。 實驗步驟：實驗步驟：(CO: 早出晚歸早出晚歸酒精燈酒精燈:遲到早退遲到早退)COCO燈燈燈燈1.澄清石灰水的作用是什么？澄清石灰水的作用是什么？2.為什么要進行尾氣處理？尾氣如何處理？為什么要進行尾氣處理？尾氣如何處理？3.實驗時為什么要先通一段時間實驗時為什么要先通一段時間CO，再加熱，再加熱Fe2O3？4.實驗結束后實驗結束后,為什么要先停止加熱，還要繼續(xù)通為什么要先停止加熱，還要繼續(xù)通CO直至直至玻璃管內物質冷卻？玻璃管內物質冷卻？ 5.如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？點燃或收集點燃

5、或收集檢驗生成的二氧化碳檢驗生成的二氧化碳因為因為CO有毒，會污染環(huán)境有毒，會污染環(huán)境排盡裝置內的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。排盡裝置內的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。防止熱的鐵再次被氧化；防止熱的鐵再次被氧化；防止石灰水倒吸防止石灰水倒吸用磁鐵吸引或加入稀酸用磁鐵吸引或加入稀酸工工 業(yè)業(yè) 煉煉 鐵鐵1.主要設備：主要設備：高爐高爐（1） 工業(yè)煉鐵的主要設備是什么？發(fā)工業(yè)煉鐵的主要設備是什么？發(fā)生反應主要有哪些？生反應主要有哪些？（2） 工業(yè)煉鐵的主要原料是哪些？都工業(yè)煉鐵的主要原料是哪些？都有什么樣的作用？有什么樣的作用？（3） 煉出的鐵是純凈物嗎？煉出的鐵是純凈物嗎？高爐中的主要反應：高爐中的主

6、要反應： 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2C+CO2=2CO （吸熱）（吸熱）C+O2=CO2 （放熱）（放熱）高溫高溫高溫高溫點燃點燃（吸熱）（吸熱）2.2.原料及其作用：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.產(chǎn)生產(chǎn)生COCO形成爐渣形成爐渣 提供氧氣提供氧氣特別提醒：特別提醒：工業(yè)上煉得的是不純的鐵工業(yè)上煉得的是不純的鐵 （生鐵）生鐵）混合物混合物拓展視野：拓展視野：金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法 通電通電C+2ZnO=2Zn+C

7、O2高溫高溫1.許多金屬的冶煉，是把它們的礦物跟許多金屬的冶煉，是把它們的礦物跟焦炭或氫氣、焦炭或氫氣、一氧化碳一氧化碳等物質一起加熱反應（如錳、鋅、鐵、鎳、等物質一起加熱反應（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，需有些金屬比較活潑，很難從其礦物中提取出來，需用電解的方法（如鋁等）用電解的方法（如鋁等） 。3.濕法冶金：濕法冶金：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu1.（1）用赤鐵礦石煉鐵的實驗步驟主要有：）用赤鐵礦石煉鐵的實驗步驟主要有：加熱加熱 通通CO 熄滅酒精燈熄滅酒精燈 停止通停止通CO正確順序為：正確順序為：（2）尾氣要處理的

8、原因：）尾氣要處理的原因：（3）如果將）如果將CO改為改為H2還要進行尾氣處理嗎？還要進行尾氣處理嗎？2.煉鐵的原料是（煉鐵的原料是（ ） A.鐵礦石、一氧化碳、空氣鐵礦石、一氧化碳、空氣 B.鐵礦石、煙煤、生石灰鐵礦石、煙煤、生石灰 C.鐵礦石、焦炭、空氣鐵礦石、焦炭、空氣 D.鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣3.高爐煉鐵時焦炭的作用是（高爐煉鐵時焦炭的作用是（ ） A作燃料提供熱能作燃料提供熱能 B作還原劑作還原劑 C生成生成CO作還原劑作還原劑 D作催化劑作催化劑ACD4. 4. 煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要而且要

9、“有害元素有害元素”少，你認為下列鐵礦石少，你認為下列鐵礦石不適宜煉鐵的是（不適宜煉鐵的是（ ） A.A.磁鐵礦（主要成分磁鐵礦（主要成分FeFe3 3O O4 4，含鐵，含鐵72.4% 72.4% ） B.B.赤鐵礦（主要成分赤鐵礦（主要成分FeFe2 2O O3 3 ，含鐵，含鐵70% 70% ） C. C.菱鐵礦（主要成分菱鐵礦（主要成分FeCOFeCO3 3 ，含鐵，含鐵48.3% 48.3% ） D.D.黃鐵礦（主要成分黃鐵礦（主要成分FeSFeS2 2 ，含鐵，含鐵46.7%46.7% ）D5.從化學發(fā)展簡史中看到金屬的使用，最先是從化學發(fā)展簡史中看到金屬的使用，最先是青銅器，再后來是鐵器時代，而鋁的使用是青銅器，再后來是鐵器時代，而鋁的使用是近百年的事。下列說法與這個先后順序有關近百年的事。下列說法與這個先后順序有關的是（填序號）的是（填序號） （1）金屬的延展性；（）金屬的延展性；（2）金屬的導電性；）金屬的導電性；（3）金屬的活潑性；（）金屬的活潑性；（4）金屬在地殼中含）金屬在地殼中含量的多少；（量的多少；（5）金屬冶煉的難易程度）金屬冶煉的難易程度。3、56某鋼鐵廠用高爐煉鐵的主要原料是赤鐵礦石、某鋼鐵廠用高爐煉鐵的主要原料是赤鐵礦石、焦炭、空氣等，主要反應過程如下圖：焦炭、空氣等，主要反應過程如下圖：（1）在上圖方框中填出有關反應生成物