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1、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自然界以单质形式存在的自然界以单质形式存在的银银自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金2.2.常见的几种矿石常见的几种矿石在地壳中，矿物常在地壳中，矿物常与岩石混合共存在与岩石混合共存在一起，形成矿石一起，形成矿石赤铁矿赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿磁铁矿（Fe3O4）钛铁矿钛铁矿（FeTiO3）孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3黄铜矿黄铜矿铝土矿铝土矿 Al2 O3三、
2、炼铁的基本原理三、炼铁的基本原理现象： _ 说明生成物有： 方程式：_红棕色粉末变成黑色红棕色粉末变成黑色,石灰水变浑浊石灰水变浑浊Fe2O33CO2Fe3CO2高温高温铁和二氧化碳铁和二氧化碳还原反应：含氧化合物失去氧的反应还原反应：含氧化合物失去氧的反应还原剂：能夺取含氧化合物里的氧，还原剂：能夺取含氧化合物里的氧， 使它发生还原反应的物质具有还原性使它发生还原反应的物质具有还原性炼铁的基本原理：用还原剂一氧化碳在高温条件下用还原剂一氧化碳在高温条件下将氧化铁中的铁还原出来将氧化铁中的铁还原出来 3C+2Fe2O3 = 4Fe+3CO2高温高温练习：请写出练习：请写出H2和和C还原还原Fe
3、2O3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: H2 C 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、空气四、铁的四、铁的冶炼冶炼设备：设备： 高炉高炉过量空气过量空气焦炭焦炭焦炭焦炭高温高温高温高温赤铁矿赤铁矿高温高温CO2COFe反应过程：反应过程：主要反应原料原料工业炼铁的主要设工业炼铁的主要设备是高炉备是高炉石灰石的作用是使矿石石灰石的作用是使矿石中的脉石（如二氧化硅）中的脉石（如二氧化硅）转变成炉渣而除去转变成炉渣而除去C + CO2 = 2CO高温高温涉及反应化学方程式：涉
4、及反应化学方程式：3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2高温高温C + CO2 = 2CO高温高温C + O2 = CO2点燃点燃产品：产品：生铁（含碳量生铁（含碳量2-4.3%）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生铁和钢的区别转转 炉炉 炼炼 钢钢为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨亿吨而发行的邮票而发行的邮票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,也就也就越难越难从化合物中还原出金属
5、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.活泼金属活泼金属(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+3CO3.较稳定金属较
6、稳定金属(如如Hg Ag) 直接加热法直接加热法: 2HgO = 2Hg+O24.稳定金属稳定金属(如如Pt Au) : 直接以单质形式存在直接以单质形式存在通电通电高温高温加热加热五、冶炼金属的常用方法五、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 Ag 电解法电解法热还原法热还原法直接加热法直接加热法实战演练实战演练1.写出下列矿物的主要成分的化学式写出下列矿物的主要成分的化学式. 赤铁矿赤铁矿_,磁铁矿磁铁矿_, 孔雀石孔雀石_.2.有下列金属元素有下列金属元素:镁、铁、钾、铝、钠镁、铁、钾、铝、钠, 在地壳中含
7、量占第一位的是在地壳中含量占第一位的是_,占第占第 二位的是二位的是_. 3.在下列物质里在下列物质里(1)氧化铁氧化铁(2)液态氧液态氧(3)氯酸钾氯酸钾 (4)硫酸硫酸(5)钢瓶里的氧钢瓶里的氧,其中氧元素以单质其中氧元素以单质 存在的有存在的有_,以化合物存以化合物存 在的有在的有_.4.在在CuO + CO = Cu + CO2的反应中的反应中,_夺取了夺取了_中的氧中的氧,使其发生还原反应使其发生还原反应,所所_具有还原性具有还原性.加热加热例:要炼出含2%杂质的生铁1600吨,需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？解:设需要含80%的赤铁矿石的质量为x1600吨生铁含纯铁的
8、质量为：1600吨(12%)= 1568吨 高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112x80% 1568吨 160 112 x80% 1568吨解得: x = 2800吨答:需这种赤铁矿石2800吨。 小 结 这里所讲的纯净物是指化学方程式中各化学式所指的物质，没有参加反应(前和后)的物质视为杂质，杂质混入纯净物中组成了混合物(即不纯物质)。这类计算只需将混合物的质量分解开来，用原料或产物中的纯净物质量去计算便可以了。 课堂练习课堂练习 若要炼制含铁量为若要炼制含铁量为90%90%的的生铁生铁100100吨，需要含氧化铁吨，需要含氧化铁65%65%的赤的赤铁矿多少吨？铁矿多少吨？
6.3金属矿物与冶炼课时1
