63金属矿物与冶炼

在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么？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、认识还原反应及物质的还原性。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磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)常见的几种金属矿物孔雀石Cu2(OH)2CO3黄铁矿FeS2钛铁矿（FeTiO3）方铅矿（PbS）软锰矿（MnO2）黄铜矿（CuFeS2）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)Fe3O4Fe2O3FeS2FeTiO372.4℅70℅46.7℅36.8℅已知铁的含量如下：2、药品：1、仪器：氧化铁Fe2O3（红棕色粉末）CO气体3453、装置及反应①②③COCO+Fe2O3CO2+Ca(OH)2CO+O2B作用：点燃CO防止污染空气。CO2Fe2O3COCO.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。4、操作步骤（1）先通入一氧化碳气体。（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5、对实验的改进①尾气处理多样化石灰水拓展迁移1.若用磁铁矿（主要成分Fｅ3O4)来炼铁，化学方程式该怎么写？CO+Fe3O4FeCO2高温＋４３４2.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+2CuO2Cu+CO2高温H2+CuOCu+H2O拓展与迁移3H2+Fe2O32Fe+3H2O3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑高温△钢铁是怎样炼成的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3CO＋Fe2O3==2Fe+3CO2高温工业炼铁123C+CO2==2COC+O2==CO2高温点燃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）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3CO＋Fe2O3==2Fe+3CO2高温工业炼铁123C+CO2==2COC+O2==CO2高温点燃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原料：生铁、氧气原理：把生铁中的碳氧化从而降低含碳量C+O2==CO2点燃产品：钢转炉炼钢为纪念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、PFe生铁应用机械性能含碳量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Cu2(OH)2CO3H2+CuO2CuO+H2O+CO2Cu+H2O观察活动绿色黑色黑色红色三、金属的冶炼1、加热法（制Hg、Ag、Au等不活泼金属）2HgO==2Hg+O2↑2、热还原法(制Zn、Fe、Cu等较活泼的金属)还原剂：C、H2、CO3、电解法（制K、Na、Mg、Al等活泼金属）△2Al2O34Al＋3O2通电如：电解氧化铝制铝：电解氯化镁制镁：MgCl2Mg＋Cl2通电5、Au、Pt以单质极少量存在于自然界，可采用物理方法获得。例如：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu4、湿法冶金：（沙里淘金）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X3CO＋Fe2O3==2Fe+3CO2高温1601121000t×80﹪X×96﹪1601121000t×80﹪X×96﹪＝X＝583.3吨答：可炼出生铁583.3吨1000t1000t×80﹪XX×96﹪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3200t3136tX×96﹪X解：设需要赤铁矿石的质量为x3CO＋Fe2O3==2Fe+3CO2高温160112X×96﹪3136tX=4666.7t答：需要赤铁矿石的质量4666.7t.160X×96﹪1123136t＝160＝160＝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？