金属矿物与冶炼课件.ppt

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1、6.3金属矿物与冶炼,6.3金属矿物与冶炼,1,t课件,学习目标,1、知道元素有两种存在状态。2、认识几种金属矿物。3、了解钢铁是怎样炼成的。4、了解冶炼金属的常用方法。5、含杂质物质的化学方程式计算。,2,t课件,地壳中元素的分布,3,t课件,一、金属元素在自然界的存在,存在于矿物中,（2）化合态（化合物）：,大多数,（1）游离态（单质）：,Au、Ag、Pt,4,t课件,二、金属矿物,5,t课件,孔雀石,铝土矿,黄铜矿,6,t课件,自然界以单质形式存在的银,自然界以单质形式存在的金,7,t课件,在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么？,想一想,8,t课件,三、钢铁是怎样炼成的？,9,t课件

2、,思考：磁铁矿 (Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿(FeS2)、钛铁矿（FeTiO3）等矿石中，较适宜炼铁的是哪些？,磁铁矿石 ( Fe3O4 ) 赤铁矿石 (Fe2O3),Fe3O4 Fe2O3 FeS2 FeTiO3,72.4 70 46.7 36.8,已知铁的含量如下：,10,t课件,2.不仅CO具有还原性，C和H2也具有还原性，也可以使金属氧化物还原。,C+2CuO 2Cu + CO2,高温,H2+ CuO Cu + H2O,还原剂的选择：,3H2+ Fe2O3 2Fe + 3H2O,3C+2 Fe2O3 4Fe + 3CO2,高温,高温,11,t课件,2、药品：,实验室模拟

3、炼铁实验,1、仪器：,氧化铁Fe2O3（红棕色粉末） CO气体,345,12,t课件,3、装置及反应,CO,CO + Fe2O3,CO2+Ca(OH)2,CO+O2,B,作用：点燃CO防止污染空气。,CO2,Fe2O3,CO,CO.CO2,检验CO2吸收CO2,红棕色粉末变为黑色,澄清石灰水变浑浊。,有蓝色火焰出现,在反应后的固体中滴加稀盐酸，若有气泡产生，证明其中有铁。,13,t课件,4、操作步骤,（1）先通一会儿一氧化碳气体。（2）点燃酒精灯。（为什么？）（2）再点燃酒精喷灯进行加热。（3）当红棕色粉末变为黑色时，停止加热。（4）继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却为止。 。（为什么？）,该仪器

4、名称为硬质玻璃管,14,t课件,为了排尽管内的空气，防止发生爆炸。,1.实验开始时，要先通一会儿CO 后再点燃酒精喷灯，为什么？,操作中的注意事项,2.实验结束时，应先撤酒精喷灯，继续通CO至玻璃管冷却，为什么？,防止生成的铁在高温下重新被氧化 防止溶液倒流炸裂玻璃管。,一氧化碳早出晚归酒精喷灯迟到早退,15,t课件,5、对实验的改进,尾气处理多样化,石灰水,16,t课件,拓展迁移,1.若用磁铁矿（主要成分F3O4)来炼铁，化学方程式该怎么写？,CO+ Fe3O4,Fe,CO2,高温,17,t课件,思考：在实验室用一氧化碳与氧化铁反应，若要得到5.6克铁，则实际消耗的一氧化碳的质量是（ ）A、

5、4.2克 B、大于4.2克C、小于4.2克D、无法判断,18,t课件,钢铁是怎样炼成的,19,t课件,工业炼铁,焦炭,铁矿石,石灰石,热空气,生铁出口,炉渣出口,炼铁高炉模型,工业炼铁,123,20,t课件,1、炼铁中各原料的作用：,铁矿石-焦 炭-石灰石-空 气-,提供铁元素,a、燃烧产生热量b、产生还原剂 CO,制造炉渣,提供氧气,2、产品：,生铁（含碳2% 4.3%的铁合金）,3、设备：高炉,21,t课件,工业炼铁,焦炭,铁矿石,石灰石,热空气,生铁出口,炉渣出口,炼铁高炉模型,高温,工业炼铁,123,问题1：为什么生铁出口低于炉渣出口？,答：因为生铁密度大于炉渣密度,问题2：高炉炼出的

6、铁与实验室炼出的铁成分相同吗？,答：不同。高炉炼铁产物是生铁，含杂质比实验室制得的铁含杂质多。,22,t课件,中国古代冶铁图,我国早在春秋战国时期就开始炼铁。解放前，我国钢铁生产发展缓慢，1949年，钢的年产量仅15.8万吨，人均不足0.25Kg,新中国成立之后，特别是改革开放以来，钢铁工业飞快发展，近年来产量都居世界首位，钢材品种也大大增加。,23,t课件,生铁和钢的比较,制造机械，交通工具，武器等,硬而有韧性,机械性能好,可铸、可锻、可压延,0.03%-2%,C、Si(S、P极少),Fe,钢,硬而脆,无韧性,可铸不可锻,2%-4.3%,C、Si、S、P,Fe,生铁,应用,机械性能,含碳量,

7、杂质元素,主要元素,铁合金,四、生铁和钢(铁的合金),铁锅,暖气片,机床底座,24,t课件,思考：将一块生铁或钢加入足量的稀盐酸，充分反应后，总有固体剩余，请问剩余固体主要成分是什么？,答：是碳,25,t课件,生铁和钢的区别在于含碳量不同。那么炼钢就是降低生铁中的含碳量,炼钢,原料：生铁、氧气原理： 把生铁中的碳氧化从而降低含碳量,产品：钢,设备：平炉、转炉、电炉,26,t课件,转 炉 炼 钢,为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票,27,t课件,越活泼的金属,越容易与其他物质形成化合物,也就越难从化合物中还原出金属单质.越不活泼的金属, 越不容易与其他物质形成化合物,也就越容易从化

8、合物中还原出金属单质.,金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au,金 属 活 动 性 由 强 渐 弱,28,t课件,1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI) 电解法: 2Al2O3 = 4Al+3O22.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu) 热还原法: Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO23.较稳定金属(如Hg Ag) 直接加热法: 2HgO = 2Hg+O24.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在,通电,高温,加热,五、冶炼金属的常用方法,29,t课件,5、Au、Pt以单质极少量存在于自然界，可采用物理

9、方法获得。,例如：,CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu,4、湿法冶金：,（沙里淘金）,30,t课件,有关杂质问题的计算,例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？,氧化铁的质量：1000t（1- 20%）=800t,纯物质的质量=不纯样品的总质量物质的质量分数,31,t课件,例2：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？,注意：带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量,赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁,解：设可以炼出生铁的质量为X,160,112,1000t80,X96,160,112,1000t80,X96,X583.3吨,答：

10、可炼出生铁583.3吨,1000t,1000t80,X,X96,32,t课件,解法二：,分析：由 3COFe2O3 = 2Fe+3CO2可知，理论上，矿石中的铁元素全部转化为生铁中的铁单质，即赤铁矿中的铁元素与生铁中的铁元素质量相等。,高温,解：设可炼出生铁的质量为x,1000t80,铁元素的相对原子质量铁原子个数,氧化铁的相对分子质量,100%,=,x96%,1000t80,562,562+163,100%=x96%,X=583.3t,答：可炼出生铁583.3吨,33,t课件,作业：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？,生铁 铁 氧化铁 赤铁矿石,

11、3200t,3200t(1-2%）,X80,X,解：设需要赤铁矿石的质量为x,160 112,X80 3200t(1-2%）,X=4666.7t,答：需要赤铁矿石的质量4666.7t.,34,t课件,解法二：,解：设需要赤铁矿石的质量为x,x80,铁元素的相对原子质量铁原子个数,氧化铁的相对分子质量,100%,=,3200t(1-2%),x80,562,562+163,100%=3200t(1-2%),X=4666.7t,答：需要赤铁矿石的质量为4666.7吨,35,t课件,课外充电：,1、查阅资料，了解加热与高温的区别，了解酒精灯与酒精喷灯的温度范围。2、思考：玻璃管内的固体物质在反应后质量会减少，减少的是谁的质量？,36,t课件,