探究试验室炼铁的化学原理

第五章金属的冶炼与利用古人沙里淘金（1）除极少数不活泼的金属有单质形式存在如铂、金、银等1.自然界中金属元素的存在形式一、常见的金属矿物（2）其余大多数以化合物形式存在金属化合物在自然界中以矿物的形式存在赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4孔雀石1.金属的冶炼:使金属矿物变成金属的过程2.炼铁矿物的选择：二、铁的冶炼赤铁矿:磁铁矿:菱铁矿:黄铁矿:Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS270%72.4%48.3%46.7%√√2.作出假设、查阅资料：实验室炼铁实际上是用一氧化碳或焦炭或氢气做还原剂把铁从铁的氧化物中还原出来，则其反应方程式为：——————————————————————（以氧化铁为例）3.设计实验方案，进行实验。⑴实验的药品——————————⑵实验的原理———————————Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温高温氧化铁和一氧化碳3.探究实验室炼铁的化学原理1.提出问题：铁是怎样炼成的呢？3.探究实验室炼铁的化学原理选择装置Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温固体气体√C3.探究实验室炼铁的化学原理3.探究实验室炼铁的化学原理（1）装置【资料】酒精灯火焰的温度,约在400-500℃，酒精喷灯火焰温度可达700-1000℃，一氧化碳与氧化铁反应用酒精灯加热至300℃以上会有Fe3O4生成,400℃以上才有铁生成。由此可见若用酒精灯加热得到黑色粉末可能是Fe3O4而不是铁，为确保生成的黑色粉末是铁最好使用酒精灯加热。讨论下列实验步骤的先后顺序:①检验一氧化碳的纯度，开始通入一氧化碳气体②按图组装装置③点燃尾气,开始加热氧化铁④检查其气密性⑤停止加热⑥加入氧化铁⑦通一氧化碳直到装置冷却酒精喷灯②④⑥①③⑤⑦CO澄清石灰水气囊Fe2O3讨论红棕色粉末先通CO,排尽管内的空气再开始加热变黑变浑浊用气球收集尾气（因为尾气含有毒的CO,会污染空气)CO变浑浊磁铁澄清石灰水继续通入CO直至装置冷却黑色粉末可以被吸引（2）现象①红棕色粉末变成黑色②澄清石灰水变浑浊③尾气被点燃，发出蓝色火焰3.探究实验室炼铁的化学原理①连接仪器，检查装置的气密性②在硬质粗玻璃管中，放入少量氧化铁粉末③先通入一氧化碳④当反应结束后先停止加热，继续通一氧化碳待装置冷却后，再停止通一氧化碳⑤为什么要进行尾气处理？（3）对步骤的具体分析排尽装置内的空气，防止爆炸防止石灰水倒吸或防止高温的铁粉与空气接触而被氧化。3.探究实验室炼铁的化学原理为什么？为什么？Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温什么颜色？红棕色在学完一氧化碳还原氧化铁的实验后，甲乙丙三位同学就如何证明生成物是铁粉争论了起来.甲同学说：只要看到生成了黑色固体乙同学说：只要生成物能被磁铁吸引丙同学说：取一些生成物，加入稀盐酸，若有气泡产生，则为铁粉。？？操作现象结论取该黑色粉末于试管中，向试管中加入稀盐酸有气泡产生有铁产生（4）如何证明有铁生成？3.探究实验室炼铁的化学原理（5）尾气处理的方法（1）酒精灯点燃(2)在装置尾部加一个气球收集(3)排水法收集(4)把导管弯向前一个酒精灯3.探究工业炼铁的化学原理水(1)设备：(2)原料：(3)主要反应：(4)产物:4.工业炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石、热空气①碳+氧气→二氧化碳②二氧化碳+碳→一氧化碳③一氧化碳+氧化铁→铁+二氧化碳生铁(含碳等杂质)提供铁的化合物提高炉温，产生CO产生炉渣点燃高温高温出铁口出渣口CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3CO+Fe2O3Fe+CO2CO2+C2COC+O2CO2高温高温高温高温点燃3234.工业炼铁高炉炼铁会产生大量的高炉气体，其主要成分是高浓度的CO和氧化铁尘粒。请你对高炉气体的处理提出合理化的建议.------回收利用析疑解难4.工业炼铁1.热分解法:2HgO2Hg+O2↑2.热还原法(用还原剂H2,C,CO):CuO+H2Cu+H2OFe3O4+2C3Fe+2CO2↑3.电解法:2Al2O34Al+3O2↑MgCl2Mg+Cl2↑通电通电加热加热加热5.金属的冶炼方法:小结：同学们上完这节课，你学到了什么知识？你得到了什么启示？