《铁的冶炼合金》PPT课件

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1、2023-1-1412023-1-142(iron)(iron)在自然界中分布很广，在地壳在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的次于铝，约占地壳总质量的4.75%4.75%。我。我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿等地都有大型铁矿变成变成2023-1-143铁矿石是怎样炼成铁的铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。研究铁冶炼的化学原理。P119P119图图54 54 一氧化碳与氧化铁的反应一氧化碳与氧化铁的反应2023-1-144

2、实验的原理实验的原理实验的步骤实验的步骤实验的现象实验的现象实验注意那些问题？（先加热还是先通气？实验注意那些问题？（先加热还是先通气？实验完毕是先停止加热吗？）实验完毕是先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）完毕的尾气怎么处理？）2023-1-145一氧化碳还原氧化铁实验一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：实验原理：实验操作：实验操作：1、按上图组装仪器，并检查其密性、按上图组装仪器，并检查其密性2、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻、把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻管中，轻轻转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上

3、转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上3、把硬质玻管接入装置系统中，、把硬质玻管接入装置系统中，先通先通入一氧化碳气入一氧化碳气体排气；待排尽后，体排气；待排尽后，点燃点燃出气口处的酒精灯及酒精喷出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化灯，并观察装置中所发生的变化4、当红棕色粉末已转变成黑色后，、当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热先停止加热，再再通通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却3CO+Fe2O3=3CO2+2 Fe高温高温2023-1-146实验现象：实验现象：红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄

4、清的石灰水逐渐变浑浊水逐渐变浑浊注意问题：注意问题：1、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，、一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸与空气混合受热爆炸2、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到、实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）玻璃管冷却为止。（防止灼热的铁与氧气反应）2023-1-147实验改进：实验改进：可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样收集得

5、到的未燃一氧化碳气体可重复利用集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用或把尾气烧或把尾气烧掉，防止污掉，防止污染空气染空气2023-1-148工业炼铁的主要设备是高炉工业炼铁的主要设备是高炉原料原料2023-1-149反应的原理：反应的原理：FeFe2 2O O3 3+3+3COCO=2Fe+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温2023-1-1410阅读课本阅读课本P120121弄清楚以下几个问题弄清楚以下几个问题生铁生铁钢钢含碳量含碳量含其它含其它元素元素性能性能用途用途2%4.3%0.03%2%含较多的碳、硫、磷、硅含较多的碳、硫、磷、硅等元素等元素含碳、硫、磷、硅等含碳、硫、磷、硅等元素较少元

6、素较少硬而脆、可铸不可煅硬而脆、可铸不可煅硬而韧良好的延展性硬而韧良好的延展性和弹性。可铸又可煅和弹性。可铸又可煅烧菜用的铁锅、暖气片机烧菜用的铁锅、暖气片机床的底座等床的底座等制造机械、交通工具制造机械、交通工具和武器和武器都是混合物都是混合物2023-1-14112023-1-1412新中国成立以后，我国的钢铁工业得到新中国成立以后，我国的钢铁工业得到了飞跃的发展。了飞跃的发展。1994年钢产量只有万吨，年钢产量只有万吨，居世界居世界26位位；1996年，我国的钢铁产量首次特破年，我国的钢铁产量首次特破1亿吨亿吨居世界前列居世界前列；为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿

7、吨而发行亿吨而发行2002年，我国的钢产年，我国的钢产量为万吨，连续多年量为万吨，连续多年保持世界第一保持世界第一2023-1-1413三、合金的定义三、合金的定义,合金的特点合金的特点合金定义：合金是由合金定义：合金是由两种或两种以两种或两种以上的金属上的金属(金属与非金属金属与非金属)熔合而成熔合而成的具有的具有金属特性金属特性的物质的物质 合金特点合金特点:1 1、硬度一般比各成分金属的硬度一般比各成分金属的大大2 2、多数合金的熔点一般比各组分、多数合金的熔点一般比各组分金属的熔点都金属的熔点都低低2023-1-14143、合金的、合金的性质并不是性质并不是各组分金属的各组分金属的总总

8、和和.4、合金的、合金的物理物理,化学化学和和机械性能机械性能优于优于各组分的金属。各组分的金属。请同学们根据生活所知，举出合金的请同学们根据生活所知，举出合金的用途。用途。一）铜合金的性质与用途一）铜合金的性质与用途青青铜铜黄黄铜铜白白铜铜良好的强度和良好的强度和塑性塑性,耐磨耐磨,耐耐腐蚀腐蚀机械零件如轴机械零件如轴承承,齿轮齿轮锌及少量锌及少量的锡的锡,铅铅,铝铝良好的强度良好的强度和易加工和易加工,耐耐腐蚀腐蚀机械零件如轴机械零件如轴承承,齿轮齿轮,日用品日用品镍镍,锌及锌及少量的锰少量的锰不易生铜绿不易生铜绿,导电导电,导热差导热差制精密仪器制精密仪器,装饰装饰品品,电阻箱材料电阻箱

9、材料2023-1-1416二）常见合金钢的主要特性和用途二）常见合金钢的主要特性和用途名称名称主要合主要合金元素金元素 主要用途主要用途锰钢锰钢不钢不钢锈锈钨钢钨钢硅钢硅钢锰锰铬铬,镍镍钨钨硅硅钢轨钢轨,轴承轴承,坦克装甲坦克装甲,医疗器械医疗器械,炊具炊具,容器容器,反应釜反应釜刀具刀具变压器变压器,发电机和电动机的铁芯发电机和电动机的铁芯2023-1-1417三三)介绍其他几种常见的金属介绍其他几种常见的金属1 1 铝合金铝合金 铝合金含主要合金元素是铝合金含主要合金元素是镁镁,最大的优最大的优点是轻盈点是轻盈,坚硬坚硬.可用于制造飞机可用于制造飞机.汽车等汽车等交通工具交通工具.导电性仅

10、次于银和铜导电性仅次于银和铜,常用于制造电线常用于制造电线和电缆和电缆.铝对于水和酸有耐腐蚀性铝对于水和酸有耐腐蚀性,建筑行建筑行业中业中,用于铝门窗用于铝门窗,铝梁等铝梁等.2023-1-1418 钛合金钛合金 钛合金主要含铝钛合金主要含铝,钒元素钒元素.特征是耐特征是耐高温高温,耐强酸耐强酸,强碱强碱,高强度高强度,质轻质轻.用于宇用于宇航航,飞机飞机,造船等造船等.3 3 金合金金合金 金合金主要含银金合金主要含银,铜铜,稀土元素稀土元素.特征是有光泽特征是有光泽,易加工易加工,耐磨耐磨,耐腐蚀耐腐蚀,易导易导电电用途用途:金饰品金饰品,电子元件电子元件,钱币钱币,笔尖笔尖.2023-1

11、-1419钛合金与人体具有很好的钛合金与人体具有很好的“相容性相容性”，因此可用来制造人造骨等因此可用来制造人造骨等2023-1-1420形状记忆合金形状记忆合金 形状记忆合金是具有形状记忆效应的合形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料例如，人造卫星和宇以及牙齿矫正等医疗材料例如，人造卫星和宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的，宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的，它具有形状记忆功能先将钛镍合金天线制

12、成它具有形状记忆功能先将钛镍合金天线制成抛物面，然后在低温下将天线揉成一团，放入人抛物面，然后在低温下将天线揉成一团，放入人造卫星或宇宙飞船舱内当人造卫星或宇宙飞船造卫星或宇宙飞船舱内当人造卫星或宇宙飞船发射并进入正常运行轨道后，天线在舱外经太阳发射并进入正常运行轨道后，天线在舱外经太阳光照射下温度升高，就会自动恢复到原来的抛物光照射下温度升高，就会自动恢复到原来的抛物面的形状面的形状2023-1-1421用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线2023-1-1422 正确使用金属材料正确使用金属材料 【例】某家庭准备装修窗户【例】某家庭准备装修窗户,可使用的可使用的材料有材料有:木材木材、钢铁

13、钢铁、铝合金铝合金、塑钢等塑钢等,请你请你调查每种材料的性能调查每种材料的性能、价格价格、制造或安装制造或安装成本成本、利弊利弊,进行分析进行分析.你认为选用哪种材你认为选用哪种材料比较好料比较好?说说你的理由说说你的理由.温馨提示温馨提示:选材需要考虑以下几个方面选材需要考虑以下几个方面;(1)(1)主要用途主要用途 (2)(2)外观外观 (3)(3)物理性质物理性质(密度密度、硬度硬度、导电性导电性)(4)(4)化学性质化学性质(对水的作用对水的作用、耐腐蚀性耐腐蚀性)(5)(5)价格价格 (6)(6)日常维修等日常维修等2023-1-14232、作业：作业：（1）某钢铁公司用）某钢铁公司用490万吨含氧化铁万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁最多的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁最多含铁多少万吨？含铁多少万吨？（2）思考课本）思考课本P125第第10题题1、小结授课内容、小结授课内容