第2節(jié)金屬礦物 鐵冶煉

1、習水縣二郎鄉(xiāng)中學習水縣二郎鄉(xiāng)中學 鐘鐘 正正 幫幫一、常見的金屬礦物一、常見的金屬礦物1 1、分布和存在、分布和存在極少數金屬以單質（游離態(tài)）存在極少數金屬以單質（游離態(tài)）存在自然界中以單質存在的自然界中以單質存在的銀銀自然界中以單質存在的自然界中以單質存在的金金化合態(tài)金屬在自然界中以礦物的化合態(tài)金屬在自然界中以礦物的形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。大多數金屬以化合物的形式（化合態(tài)）存在大多數金屬以化合物的形式（化合態(tài)）存在思考：為什么金、銀等少數金屬以單質的形式思考：為什么金、銀等少數金屬以單質的形式存在？而大多數金屬以化合物的形式存在呢？存在？而大多數金

2、屬以化合物的形式存在呢？地殼中含量在前四位的地殼中含量在前四位的金屬元素分別是什么？金屬元素分別是什么？2 2、常見礦石、常見礦石赤鐵礦赤鐵礦黃鐵礦黃鐵礦褐鐵礦褐鐵礦磁鐵礦磁鐵礦FeFe3 3O O4 4菱鐵礦菱鐵礦FeCOFeCO3 3鋁土礦鋁土礦AlAl2 2O O3 3孔雀石孔雀石赤銅礦赤銅礦黃銅礦黃銅礦 鐵元素在自然界中分布很廣，在地殼中含量位居金鐵元素在自然界中分布很廣，在地殼中含量位居金 屬元素的屬元素的第二位第二位，僅次于鋁，約占地殼總質量的，僅次于鋁，約占地殼總質量的4.75%4.75%。 我國大型鐵礦有：遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花我國大型鐵礦有：遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀

3、枝花 使金屬礦物變成金屬的過程，叫做使金屬礦物變成金屬的過程，叫做金屬的冶煉金屬的冶煉。進行課本進行課本119119頁的實驗，實驗過程中注意安全頁的實驗，實驗過程中注意安全（一氧化碳有毒），注意觀察實驗現象并記錄。（一氧化碳有毒），注意觀察實驗現象并記錄。探探 究究 實實 驗驗紅棕色紅棕色固體粉末固體粉末否否FeFe2 2O O3 3實驗步驟實驗步驟: :1.1.反應前先檢反應前先檢查查裝置的裝置的2.2.裝裝入藥品，連接好裝置入藥品，連接好裝置3.3.先制先制COCO氣體，然后氣體，然后驗純驗純，若已純，若已純，通通COCO氣氣體一會兒體一會兒, ,再用再用酒精燈對著氧化鐵酒精燈對著氧化鐵加

4、熱加熱。尾氣的處理：。尾氣的處理： 方法一：；方法二：方法一：；方法二：_ _ _， 方法三：方法三： ，目的：，目的：_ _ _。4.4.觀察氧化鐵的顏色變化和石灰水的變化觀察氧化鐵的顏色變化和石灰水的變化5.5.反應結束，先反應結束，先撤撤氧化鐵處酒精氧化鐵處酒精燈燈，稍稍，稍稍冷卻后停止通冷卻后停止通COCO氣氣體體6.6.待冷卻后取出產物，用磁鐵吸引，看能否被吸起，判斷待冷卻后取出產物，用磁鐵吸引，看能否被吸起，判斷反應中生成了什么物質。反應中生成了什么物質。氣密性氣密性點燃點燃用氣球收集用氣球收集防止污染空氣防止污染空氣再利用再利用演演 示示 實實 驗驗實驗后觀察實驗后觀察顏色：顏色

5、：_狀態(tài)：狀態(tài)：_ 能否被磁鐵吸起？能否被磁鐵吸起？產物產物黑色黑色固體粉末固體粉末能能結論：結論：產物中有產物中有鐵鐵生成生成同時有二氧化碳生成同時有二氧化碳生成1.1.組裝組裝查查密密2.2.裝入藥品裝入藥品3.3.驗純驗純通氣通氣4.4.點燈點燈除尾除尾5.5.排空排空點燈點燈6.6.熄燈通氣熄燈通氣7.7.冷卻冷卻停氣停氣以防以防COCO泄露，污染大氣泄露，污染大氣以防以防COCO不純，加熱時發(fā)生爆炸不純，加熱時發(fā)生爆炸排盡裝置中的空氣，以防加排盡裝置中的空氣，以防加熱時發(fā)生爆炸熱時發(fā)生爆炸以防空氣進入與灼熱的鐵反應，將以防空氣進入與灼熱的鐵反應，將其重新氧化其重新氧化以防未反應的以防

6、未反應的COCO污染大氣污染大氣實驗步驟實驗步驟: : 鐵冶煉的化學原理鐵冶煉的化學原理一氧化碳與氧化鐵反應一氧化碳與氧化鐵反應基本反應原理：基本反應原理：FeFe2 2O O3 3 + +CO CO Fe+Fe+COCO2 2高溫高溫FeFe2 2O O3 3FeFe3 32 23 31 1現象：現象：硬質玻管中粉末由紅變黑；硬質玻管中粉末由紅變黑；試管中澄清石灰水變渾；試管中澄清石灰水變渾；尾氣可燃，火焰呈藍色。尾氣可燃，火焰呈藍色。工業(yè)煉鐵工業(yè)煉鐵上述反應原理也用于工業(yè)煉鐵上述反應原理也用于工業(yè)煉鐵: :原料：原料：主要反應主要反應: :高爐高爐 鐵礦石、焦炭、熱空氣、石灰石鐵礦石、焦炭

7、、熱空氣、石灰石工業(yè)煉鐵的主要設備：工業(yè)煉鐵的主要設備：燃燒放熱；燃燒放熱；生成還原氣生成還原氣COCO。造渣除雜造渣除雜FeFe2 2O O3 3+3CO +3CO 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高溫高溫FeFe3 3O O4 4 + +CO CO Fe+Fe+COCO2 2高溫高溫4 43 34 41 1煉煉 鐵鐵 高高 爐爐 的的 結結 構構生生產產流流程程動動畫畫煉煉 鐵鐵 工工 業(yè)業(yè) 設設 備備 圖圖 以生鐵為原料，利用氧氣或鐵的氧化物將一部分以生鐵為原料，利用氧氣或鐵的氧化物將一部分碳等雜質變?yōu)闅怏w或爐渣而除去的過程。碳等雜質變?yōu)闅怏w或爐渣而除去的過程。 目的：目的： 降碳、調

8、硅錳、除硫磷。降碳、調硅錳、除硫磷。 原理：原理：工業(yè)煉鋼工業(yè)煉鋼 煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要“有害元素有害元素”少，下列鐵礦石你認為不適宜煉鐵的是：少，下列鐵礦石你認為不適宜煉鐵的是： ( )( ) A. A.磁鐵礦（磁鐵礦（FeFe3 3O O4 4）72.4%72.4% B. B.赤鐵礦（赤鐵礦（FeFe2 2O O3 3）70%70% C. C.菱鐵礦（菱鐵礦（FeCOFeCO3 3）48.3%48.3% D. D.黃鐵礦（黃鐵礦（FeSFeS2 2）46.7%46.7%思考題：思考題：D 把金屬礦物與焦炭或氫氣、一氧化碳等

9、物質一起把金屬礦物與焦炭或氫氣、一氧化碳等物質一起加熱反應。冶煉加熱反應。冶煉錳錳、鋅鋅、鐵鐵、鎳鎳、鉛鉛等都是這種方法。等都是這種方法。舉例：舉例：第一種方法第一種方法: :高爐煉鐵高爐煉鐵金屬的常用冶煉方法金屬的常用冶煉方法高溫高溫高溫高溫高溫高溫 電解法電解法 冶煉冶煉鈉鈉、鉀鉀、鎂鎂、鋁鋁等是這種方法。等是這種方法。 舉例：舉例：2Al2Al2 2O O3 3 4Al + 3O4Al + 3O2 2通電通電第二種方法第二種方法: :濕法冶金（金屬）濕法冶金（金屬） 用活潑金屬將一些不太活潑的金屬從其鹽溶液中用活潑金屬將一些不太活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。如有色金屬和稀有金屬。置換出

10、來。如有色金屬和稀有金屬。舉例：舉例：Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu第三種方法第三種方法: : （即物質跟氧結合的反應稱為（即物質跟氧結合的反應稱為氧化氧化。物質失去氧的。物質失去氧的過程稱為過程稱為還原還原。同理：物質跟氧結合的反應叫氧化反。同理：物質跟氧結合的反應叫氧化反應，這種物質叫應，這種物質叫還原劑還原劑。物質失去氧的反應叫還原反。物質失去氧的反應叫還原反應，這種物質叫應，這種物質叫氧化劑氧化劑。）。） 通常把金屬（如鐵）跟氧結合生成金屬氧化物（如通常把金屬（如鐵）跟氧結合生成金屬氧化物（如氧化鐵）的過程稱為氧化鐵）的過程稱為金屬的氧化金屬的

11、氧化。金屬氧化物跟焦炭、。金屬氧化物跟焦炭、氫氣、一氧化碳等物質反應，失去氧轉化為金屬的過氫氣、一氧化碳等物質反應，失去氧轉化為金屬的過程，稱為程，稱為金屬氧化物的還原金屬氧化物的還原。如在反應如在反應3CO3COFeFe2 2O O3 3 2Fe2Fe3CO3CO2 2中，中，FeFe2 2O O3 3失去失去氧的過程，稱為氧的過程，稱為FeFe2 2O O3 3被還原。被還原。FeFe2 2O O3 3發(fā)生的反應發(fā)生的反應就叫還原反應。就叫還原反應。FeFe2 2O O3 3是氧化劑，是氧化劑，COCO跟氧結合被跟氧結合被氧化，是還原劑。氧化，是還原劑。隨堂練習隨堂練習 1 1、寫出四氧化

12、三鐵分別與焦炭、氫氣、一氧化碳在、寫出四氧化三鐵分別與焦炭、氫氣、一氧化碳在高溫下反應的化學方程式。高溫下反應的化學方程式。 2 2、如圖是用一氧化碳、如圖是用一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置，還原氧化銅的實驗裝置，回答下列問題：回答下列問題：（1 1）有下列實驗步驟：）有下列實驗步驟： 加熱；加熱；通入一氧化碳。請用上述實驗步驟的標號填通入一氧化碳。請用上述實驗步驟的標號填空，實驗開始時，應先空，實驗開始時，應先_，然后，然后_。（2 2）實驗進行一段時間后，）實驗進行一段時間后，A A裝置中出現的現象為裝置中出現的現象為_ _ _，說明有，說明有_ _ _生成，生成，B B裝置中出現的現裝置中

13、出現的現象為象為_，說明有，說明有_生成。生成。粉末由黑變紅粉末由黑變紅石灰水變渾石灰水變渾（3 3）裝置）裝置A A中的反應化學方程式為中的反應化學方程式為_，裝置裝置B B中的反應化學方程式為中的反應化學方程式為_，裝置裝置C C中的目的是中的目的是_。（4 4）反應結束，應先）反應結束，應先_，待冷卻后，待冷卻后_。CO+CuO = Cu+COCO+CuO = Cu+CO2 2COCO2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O O除尾氣，防污染除尾氣，防污染停止加熱停止加熱停止通氣停止通氣3 3、目前，市場上有一些不法分子利用黃銅（金黃色的銅、目前

14、，市場上有一些不法分子利用黃銅（金黃色的銅、鋅合金）制成假黃金首飾欺騙消費者。鋅合金）制成假黃金首飾欺騙消費者。下列方法中不能區(qū)別其真?zhèn)蔚氖窍铝蟹椒ㄖ胁荒軈^(qū)別其真?zhèn)蔚氖? (密度：金密度：金19.3g/cm19.3g/cm3 3銅銅8.9g/cm8.9g/cm3 3 鋅鋅7.4g/cm7.4g/cm3 3)( )( ) A A 觀察其外表觀察其外表 B B 放入稀硫酸放入稀硫酸 C C 測定其密度測定其密度A A你能否想出其他的辨別方法？你能否想出其他的辨別方法？放在火上灼燒放在火上灼燒真金不怕火煉；真金不怕火煉；放入硫酸銅溶液中放入硫酸銅溶液中使溶液褪色的是假金。使溶液褪色的是假金。4 4、工業(yè)上以赤鐵礦（、工業(yè)上以赤鐵礦（