63金属矿物与冶炼

《63金属矿物与冶炼》由会员分享，可在线阅读，更多相关《63金属矿物与冶炼（24页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、化学给人以知识，化学史给人以智慧化学给人以知识，化学史给人以智慧 著名化学家傅鹰著名化学家傅鹰 1.金属的物理性质：金属的物理性质：、。2.金属的化学性质：金属的化学性质：与氧气反应与氧气反应：如如 Fe 。与酸反应：如与酸反应：如Fe与稀盐酸：与稀盐酸：.与化合物溶液反应：如与化合物溶液反应：如 Fe与与CuSO4溶液溶液;写出右图反应的化学方程式写出右图反应的化学方程式co2cco有金属光泽有金属光泽导电导电传热传热有延展性有延展性Fe+CuSO4=Fe SO4+Cu3Fe+2O3Fe+2O2 2 FeFe3 3O O4 4点燃点燃Fe+2HCl=FeCl2+H2C+O2=CO2点燃点燃C

2、+CO2=2CO高温高温6.3 6.3 金属矿物与冶炼金属矿物与冶炼1.知道元素知道元素有两种存有两种存在形式。在形式。2.认识几种认识几种金属矿物。金属矿物。3.了解钢铁是了解钢铁是怎样炼成的。怎样炼成的。了解生铁和钢了解生铁和钢的区别和主要的区别和主要性能。性能。4.初步学会初步学会不纯物的不纯物的化学方程化学方程式计算。式计算。一、金属在自然界的存在一、金属在自然界的存在游离态（单质）：游离态（单质）：化合态（化合物）：化合态（化合物）：Ag,Pt,AuAg,Pt,AuFe,Cu,NaFe,Cu,Na等绝大多数金属等绝大多数金属二、金属矿物二、金属矿物黄铁矿黄铁矿(FeSFeS2 2)磁

3、铁矿磁铁矿(FeFe3 3O O4 4)菱铁矿菱铁矿(FeCOFeCO3 3)赤铁矿赤铁矿(FeFe2 2O O3 3)孔雀石孔雀石铝铝土土矿矿黄铜矿黄铜矿自自然然界界以以单单质质形形式式存存在在的的银银自自然然界界以以单单质质形形式式存存在在的的金金三、钢铁的冶炼三、钢铁的冶炼P98(CO)(Fe2O3)ACBCa(OH)2A、B、C三处各发生哪些化学三处各发生哪些化学反应，分别有什么现象？反应，分别有什么现象？红棕色粉末变为黑色红棕色粉末变为黑色CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊2 CO+O2 2CO2产生蓝色火焰产生蓝色火焰点燃点燃实验步骤：实验

4、步骤：一、一、通通入经检验是纯净的入经检验是纯净的CO一会儿一会儿二二、点点燃酒精灯燃酒精灯 点燃酒精喷灯加热点燃酒精喷灯加热四、待装置完全冷却后，再四、待装置完全冷却后，再撤撤走通走通CO的导管的导管三、熄三、熄灭灭酒精喷灯酒精喷灯【思考思考】1、为什么要先通纯净的、为什么要先通纯净的CO一会儿，再加热？一会儿，再加热？防止管内空气与一氧化碳受热发生爆炸防止管内空气与一氧化碳受热发生爆炸防止管内空气与一氧化碳受热发生爆炸防止管内空气与一氧化碳受热发生爆炸2、实验结束时，为什么要熄灭酒精灯，再撤走、实验结束时，为什么要熄灭酒精灯，再撤走 导管？导管？防止生成的防止生成的防止生成的防止生成的Fe

5、Fe又被氧化成又被氧化成又被氧化成又被氧化成FeFe2 2OO3 3五、熄灭酒精灯五、熄灭酒精灯3、通入纯洁一氧化碳前先、通入纯洁一氧化碳前先 。4、澄清石灰水的作用是什么？、澄清石灰水的作用是什么？5、为什么要进行尾气处理？如何处理？、为什么要进行尾气处理？如何处理？6、如上图，尾气处理装置如何改进？改进后、如上图，尾气处理装置如何改进？改进后有何优点？有何优点？7、如何证明生成的黑色粉末是铁？、如何证明生成的黑色粉末是铁？检查装置的气密性检查装置的气密性检查装置的气密性检查装置的气密性验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生验证反应是否产生COCOC

6、O2 22COCOCO有毒，会污染空气；有毒，会污染空气；有毒，会污染空气；有毒，会污染空气；有毒，会污染空气；有毒，会污染空气；燃烧或收集起来燃烧或收集起来燃烧或收集起来燃烧或收集起来燃烧或收集起来燃烧或收集起来 转到转到转到转到转到转到A AA处点燃；可以充分利用能源处点燃；可以充分利用能源处点燃；可以充分利用能源处点燃；可以充分利用能源处点燃；可以充分利用能源处点燃；可以充分利用能源用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。3C+2Fe2O3=4Fe+

7、3CO2高温高温H2 C练习：请写出练习：请写出H2和和C还原还原Fe2O3的化学方程式的化学方程式高温高温3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O具有还原性的物质具有还原性的物质:CO原料：原料：铁矿石铁矿石(赤铁矿赤铁矿)、焦炭、石灰石、焦炭、石灰石、空气空气1.1.炼炼铁铁设备：设备：高炉高炉过量空气过量空气 焦炭焦炭焦炭焦炭点燃点燃高温高温赤铁矿赤铁矿高温高温CO2COFe反应过程：反应过程：提供铁元素提供铁元素a、燃烧产生热量燃烧产生热量b、产生产生还原剂还原剂CO制造炉渣制造炉渣提供氧气提供氧气C+O2=CO2点燃点燃C+CO2=2CO高温高温3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高

8、温涉及反应化学方程式：涉及反应化学方程式：产品：产品：生铁（含碳量生铁（含碳量2-4.3%）铁的合金铁的合金2.2.炼炼钢：钢：氧气氧气高温高温钢钢生铁生铁钢（含碳量钢（含碳量0.03-2%）生铁和钢的区别类别类别含碳量含碳量%含杂质含杂质机械性能机械性能机械加工机械加工生铁生铁24.3多多硬而脆硬而脆可铸不可可铸不可锻锻钢钢0.032少少硬而韧、硬而韧、有弹性有弹性可铸可锻可铸可锻用氧化剂把生铁中的杂质氧化除去用氧化剂把生铁中的杂质氧化除去生铁（含碳量生铁（含碳量2-4.3%）含碳量不同含碳量不同越活泼越活泼的金属的金属,越容易越容易与其他物质形成化与其他物质形成化合物合物,也就也就越难越难

9、从化合物中还原出金属单从化合物中还原出金属单质质.越不活泼越不活泼的金属的金属,越不容易越不容易与其他物质形与其他物质形成化合物成化合物,也就也就越容易越容易从化合物中还原出从化合物中还原出金属单质金属单质.金属活动性顺序：金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金金 属属 活活 动动 性性 由由 强强 渐渐 弱弱1.活活泼金属金属(如如K Ca Na Mg AI)电解法电解法:2Al2O3 =4Al+3O22.一般金属一般金属(如如Zn Fe Sn Pb Cu)热还原法热还原法:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO23.较稳定金属定金

10、属(如如Hg Ag)直接加直接加热法法:2HgO=2Hg+O24.稳定金属定金属(如如Pt Au):直接以直接以单质形式存在形式存在通电通电高温高温加热加热四、冶炼金属的常用方法四、冶炼金属的常用方法金属活动性顺序：金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)CuHg AgPt Au电解法电解法热还原法热还原法直接加热法直接加热法判断常见金属活泼性的方法判断常见金属活泼性的方法（2 2）金属能否与酸反应以及与酸反应的剧烈程度）金属能否与酸反应以及与酸反应的剧烈程度（3 3）金属与能否与金属化合物的溶液反应）金属与能否与金属化合物的溶液反应（1 1）金属能否与氧气反应

11、以及与氧气反应的）金属能否与氧气反应以及与氧气反应的 难易程度难易程度（4 4）金属冶炼的难易程度）金属冶炼的难易程度检查站检查站 179页页解解：设：设2000吨吨 含氧化铁含氧化铁80%赤铁矿石的生赤铁矿石的生铁中含铁质量为铁中含铁质量为x高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 160 11220002000吨吨80%80%x 160 112160 1122000吨吨80%156880%1568吨吨解得解得:x x=1120=1120吨吨答答:需这种赤铁矿石需这种赤铁矿石11201120吨吨。=五、有关不纯物质的计算五、有关不纯物质的计算m生铁 96%生铁生铁 铁铁m铁

12、 96%例：例：10001000吨含氧化铁吨含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁上可以炼出含铁96%96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？注意：带入化学方程式计算的数据应是注意：带入化学方程式计算的数据应是 参加反应的参加反应的纯净物纯净物的质量的质量m纯净物纯净物纯度纯度=m混合物混合物100m纯净物纯净物=m混合物混合物纯度纯度m纯净物纯净物m混合物混合物=100纯度纯度赤铁矿石赤铁矿石 氧化铁氧化铁1000 t80%解解:设可炼出含设可炼出含铁铁96%96%的生铁的生铁的质量为的质量为x x Fe2O3+3CO =2Fe+3CO2 160 112 160 112

13、 1000t 1000t80%80%x x96%96%160 160 1000t1000t80%80%112 112 x x96%96%x x=583.3=583.3t 答答:需这种赤铁矿石需这种赤铁矿石583.3583.3吨吨=高温解解:m(Fe)=16001600吨吨(1(12%)=15682%)=1568吨吨 高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 160 112x x80%156880%1568吨吨 160 112160 112 x x80%156880%1568吨吨解得解得:x x=2800=2800吨吨答答:需这种赤铁矿石需这种赤铁矿石28002800吨吨。典型

14、习题例例:要炼出含要炼出含2%2%杂质的生铁杂质的生铁16001600吨吨,需要含氧化铁质量分数为需要含氧化铁质量分数为80%80%的赤铁矿石多少吨？的赤铁矿石多少吨？设需要含设需要含80%80%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x x6.某炼铁厂月产含铁某炼铁厂月产含铁97%的生铁的生铁23072吨，该厂需备吨，该厂需备含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿原料至少不低于多少吨？的赤铁矿原料至少不低于多少吨？解解:设可需含设可需含Fe2O3 80%的的赤铁矿的质量为赤铁矿的质量为xFe2O3+3CO =2Fe+3CO2160 112x80%23072t97%160 x=39964t答答:需这种赤铁矿石需这种赤铁矿石39964吨吨高温112x80%=23072t97%金金属属矿矿物物 冶冶 铁铁原料：铁矿石、原料：铁矿石、焦炭、石灰石、焦炭、石灰石、空气空气设备：高炉设备：高炉产品：生铁产品：生铁金金属属矿矿物物与与冶冶炼炼3C+2Fe2O3=4Fe+3CO23H2+Fe2O3=2Fe+3H2O高温高温高温高温Fe2O3+3CO =2Fe+3CO2高温高温原理原理赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿黄铁矿黄铁矿 有关不存物有关不存物的计算的计算