金屬礦物與冶煉

第五章第二節(jié)

金屬礦物鐵的冶煉金屬活動性順序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱金屬的存在形式：

1、單質(zhì)：2、化合物金屬元素在自然界中的存在形式單質(zhì)：少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬，如：金、銀、等。自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀化合物：化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，如：鐵、鋅、鈉、鈣等?？兹甘?Cu2(OH)2CO3)閃鋅礦孔雀石金屬元素在地殼中的含量元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鋁（Al）7.73鎂（Mg）2.00鐵（Fe）4.75鋅（Zn）0.008鈣（Ca）3.45銅（Cu）0.007鈉（Na）2.74銀（Ag）0.00001鉀（K）2.47金（Au）0.0000005資料礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的物質(zhì)叫礦物。赤鐵礦[Fe2O3]磁鐵礦（Fe3O4）鋁土礦Al2O3閃鋅礦錫礦石菱鐵礦[FeCO3]黃鐵礦[FeS2]

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O黃銅礦CuFeS2輝銅礦Cu2S銅礦石鐵礦石

鐵礦石如何變成金屬？？？1、加熱氧化鐵使其分解。

類似氧化汞的分解生成汞和氧氣2、使用氫氣、碳、一氧化碳等還原劑奪去氧化鐵中的氧。類似我們學(xué)習(xí)碳的性質(zhì)時的碳還原氧化銅×√我們看一下實(shí)驗(yàn)室：一氧化碳還原氧化鐵[Fe2O3]現(xiàn)象：

紅棕色粉末變成黑色，F(xiàn)e2O3+3CO2Fe+3CO2高溫澄清的石灰水變渾濁。CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止CO污染空氣2CO+O22CO2點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)步驟：1、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點(diǎn)燃右邊酒精燈4、驗(yàn)純、通入一氧化碳?xì)怏w5、點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r停止加熱(熄滅噴燈)7、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳，8、然后熄滅右邊酒精燈實(shí)驗(yàn)前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時CO與空氣混合發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)完畢后，停止加熱時要繼續(xù)通CO至玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。(CO:早出晚歸酒精燈:遲到早退)思考：如何檢驗(yàn)反應(yīng)中生成了鐵？用磁鐵吸引，生成的黑色固體能被吸引將黑色固體在O2中點(diǎn)燃，火星四濺將黑色的固體放入稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生，且溶液變成淺綠色【物理方法】【化學(xué)方法】交流討論1.先通一會兒CO，然后加熱排盡空氣，防止CO與管中的空氣混合加熱后發(fā)生爆炸防止熱的鐵又變成鐵的氧化物為什么？為什么？2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，停止加熱，待試管冷卻后停止通CO思考：1.一氧化碳能否直接排放到空氣中？提示：CO難溶于水，具有可燃性······CO是有毒氣體，不能直接排放到空氣中，所以要進(jìn)行尾氣處理。2.如何處理尾氣？COFe2O3澄清石灰水方法1：增加酒精燈點(diǎn)燃尾氣方法2：用排水法收集后再處理方法3：用氣球收集后再處理方法4：用導(dǎo)管送至加熱的酒精燈處點(diǎn)燃，作為熱量的來源節(jié)能減排3.用導(dǎo)管送至加熱的酒精燈處點(diǎn)燃，作為熱量的來源1.用酒精燈點(diǎn)燃，使其轉(zhuǎn)化為CO22.用氣球收集或用排水法收集后再處理尾氣處理方法：1、原料：黃鐵礦FeS2赤鐵礦Fe2O3菱鐵礦FeCO3磁鐵礦Fe3O42、原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫石灰石、鐵礦石焦炭、空氣3、設(shè)備：高爐化學(xué)方程式：70%48.27%46.67%72.41%含鐵量鐵的冶煉（工業(yè)上）鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：高爐是個豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。高溫下，用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石里把鐵還原出來

工業(yè)上工業(yè)上煉鐵時各物質(zhì)的作用：石灰石：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為爐渣焦炭：燃燒放熱提高爐溫，并將生成的CO2還原為具有還原性的CO，因此在煉鐵高爐中起主要作用的還原劑是CO，優(yōu)點(diǎn)是氣體還原劑具有流動性，能與礦石充分接觸，使反應(yīng)更徹底。例：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出純鐵多少t?解：設(shè)理論上可以煉出的純鐵質(zhì)量為x1602×561000t×80％X1601000tX80%2×56XX=560t答：可以煉出純鐵560t。3CO+Fe2O3