第一節(jié) 鐵的冶煉.ppt

1、鐵 的 冶 煉,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，常見的鐵礦石有： _ （主要成分為 ）磁鐵礦（主要成分為 ）、菱鐵礦、黃鐵礦等。,一點(diǎn)通,赤鐵礦（Fe2O3）,磁鐵礦（Fe3O4）,黃鐵礦（FeS2）,褐鐵礦（Fe2O3nH2O）,黃銅礦（CuFeS2）,方鉛礦（PbS）,孔雀石（Cu2(OH)2CO3）,軟錳礦（MnO2）,形成 化合物,形成單質(zhì),化合態(tài),絕大多數(shù)金屬,很少數(shù)不活潑金屬,元素以,形式存在,游離態(tài),元素以,形式存在,金屬的存在形式,金屬的冶煉:,使金屬礦物變成金屬的

2、過程.,怎樣從礦石中把鐵煉出來呢?,交流與討論,Fe2O3和Fe的組成上均含有Fe元素，不同之處在于Fe少了O元素，要使Fe2O3轉(zhuǎn)變成Fe ，可從哪方面入手？,可在 一定條件下，可加入某類物質(zhì)，讓其與Fe2O3中的O元素結(jié)合， 主動(dòng)奪取Fe2O3中的“O”元素，使Fe2O3轉(zhuǎn)變成金屬Fe。,金屬鐵的冶煉,是把它們的礦物跟易得氧的物質(zhì)一起加熱反應(yīng)，以?shī)Z氧的方式還原鐵的氧化物。通常使用的還原劑是CO。以赤鐵礦為例，其化學(xué)方程式為：,一、鐵的冶煉,1、通入一氧化碳前要先 。 2、澄清石灰水的作用是_？實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 3、如何驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了鐵？,檢查裝置的氣密性,驗(yàn)證反應(yīng)是否產(chǎn)生CO2；渾

3、濁,用磁鐵靠近，黑色粉末能被吸引。,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,1、紅色的固體逐漸變成黑色； 2、澄清的石灰水變渾濁。,化學(xué)方程式,（1）向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w；(通入co) （2）給氧化鐵加熱； （點(diǎn)燃酒精燈） （3）停止加熱； （熄滅酒精燈） （4）待試管內(nèi)的物質(zhì)冷卻后停止通一氧化碳。 (停止通co),實(shí)驗(yàn)步驟,1、實(shí)驗(yàn)中為什么要先通一段時(shí)間CO，再加熱Fe2O3？ 2、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為什么要先停止加熱繼續(xù)通CO直至試管內(nèi)物質(zhì)冷卻？,排出裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸,防止熱的鐵再次被氧化以及防止石灰水倒吸,產(chǎn)生藍(lán)色火焰,3、為什么要進(jìn)行尾氣處理？尾氣如何處理？,因?yàn)镃O有毒會(huì)污染環(huán)境,二、工業(yè)煉鐵,焦

4、炭,鐵礦石,石灰石,熱空氣,生鐵出口,爐渣出口,煉鐵高爐模型,1.工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備是：,高爐,2.工業(yè)煉鐵的原料及其作用：,（1）鐵礦石： （2）焦 炭: （3）石灰石： （4）空 氣:,提供鐵元素,a.提供熱源、維持爐溫 b.提供CO,形成爐渣,提供氧氣,高爐中的主要反應(yīng),3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2（吸熱）,C+CO2=2CO （吸熱）,C+O2=CO2 （放熱）,高溫,高溫,點(diǎn)燃,工業(yè)上煉得的不是純鐵（生鐵）混合物,高溫,4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2,1.（1）用CO與赤鐵礦石煉鐵的實(shí)驗(yàn)步驟： 加熱 通CO 熄滅酒精燈 停止通CO （2）尾氣要處理的原因： （3）如果將

5、CO改為H2還要進(jìn)行尾氣處理嗎？, ,CO有劇毒會(huì)污染空氣,不需要，因?yàn)镠2無毒,學(xué)以致用,有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算,例1、1000t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含 氧化鐵的質(zhì)量是多少？,氧化鐵的質(zhì)量： 1000t （ 1- 20% ）=800t,純凈物的質(zhì)量= 混合物的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),例2、計(jì)算多少噸生鐵中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%，含鐵560t？,例2、計(jì)算多少噸含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%生鐵中，含鐵560t？,生鐵的質(zhì)量： 560t96%=583.3t,不純物質(zhì)的質(zhì)量= 純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),例3：用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？,赤鐵礦石氧化鐵鐵生鐵

6、,生鐵的質(zhì)量：,注意：帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是 純凈物的質(zhì)量,1000t80% 70%96%=583.3t,練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)2%的生鐵3200噸， 需要含氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵 礦石多少噸？,生鐵鐵氧化鐵赤鐵礦石,3200t（1-20%）70%80%=4571.5t,冶煉方法的選擇,簡(jiǎn)單，實(shí)用，節(jié)省的原則,1、熱分解法有些不活潑金屬僅用熱分解法就能制得。在金屬活動(dòng)性順序表中，位于氫后面的某些金屬的氧化物受熱就能分解。,2HgO = 2Hg + O2,2Ag2O = 4Ag + O2,2熱還原法 多數(shù)金屬的冶煉過程屬于熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等。,高溫,高溫,高溫,Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2,WO3+ 3 H2 = W+3H2O,Cr2O3+2 Al = 2Cr+Al2O3,2Al2O3=4Al+3O2 2NaCl=2Na+Cl2,3電解法 在金屬活動(dòng)性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強(qiáng)，這些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。,電解,電解,解讀氧化還原反應(yīng),Fe2O3：能提供氧，具有氧化性；（氧化劑） CO：能奪氧，具有還原性。（還原劑）,注意：氧化反應(yīng)和