31铁的冶炼.pptx

第八章第八章金属和金属材料课题3.1 铁的冶炼学习目标了解铁的冶炼，掌握有关含杂质问题的计算。了解金属资源保护。知道废旧金属对环境的污染认识、回收利用废旧金属保护的重要性。重点：1铁的冶炼。2有关化学方程式计算中的杂质问题计算。难点：1.铁的冶炼。2.根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。重难点重难点人类生活和生产离不开金属资源人类生活和生产离不开金属资源金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中的存在形式 自然界自然界除少数很不活泼的金属如除少数很不活泼的金属如金、银金、银等有等有单质形式单质形式存在外存在外,其余都以其余都以化合物形式化合物形式存在于地壳和海洋中。存在于地壳和海洋中。一一.金属的存在：金属的存在：自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银金属元素在地壳中的含量金属元素在地壳中的含量元素名称元素名称质量分数质量分数/%元素名称元素名称质量分数质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K）2.47金（Au）0.0000005 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O磁铁矿磁铁矿（主要成分（主要成分FeFe3 3O O4 4）赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿FeSFeSFeSFeS2 2菱铁矿菱铁矿FeCOFeCOFeCOFeCO3 3 3 3铝铝士士矿矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3矿石矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。矿石。铁矿石铁矿石铁铁矿石矿石如何变成如何变成金属金属？1、原料：、原料：黄铁矿黄铁矿FeS2赤铁矿赤铁矿Fe2O3菱铁矿菱铁矿FeCO3磁铁矿磁铁矿Fe3O42、原理：、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气3 3 3 3、设备：高炉、设备：高炉、设备：高炉、设备：高炉化学方程式：化学方程式：70%70%48.27%48.27%46.67%46.67%72.41%72.41%含铁量含铁量含铁量含铁量一、铁的冶炼一、铁的冶炼（工业上）（工业上）（工业上）（工业上）实验：实验：一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁Fe2O3现象：现象：红色红色粉末粉末变成变成黑色，黑色，Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温高温澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。CO2 +Ca(OH)2 CaCO3 +H2O用酒精灯点燃尾气的作用是用酒精灯点燃尾气的作用是防止防止CO污染空气污染空气2CO +O2 2CO2点燃点燃 实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。1、先通、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？还是先点燃酒精灯？为什么？2、先熄灭酒精灯还是先停止通、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？为什么？先通后点的原因是为了防止加热一氧化先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。碳和空气的混合气而发生爆炸。铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：高炉炼铁图：高炉是个竖直的高炉是个竖直的圆筒形圆筒形炉炉子，炉壳用子，炉壳用钢板钢板制成，内制成，内部用部用耐火砖耐火砖作衬里。炼铁作衬里。炼铁的主要原料是的主要原料是铁矿石、焦铁矿石、焦炭、石灰石和空气炭、石灰石和空气。高温下，用还原剂（主要是高温下，用还原剂（主要是一一氧化碳氧化碳）从铁矿石里把铁）从铁矿石里把铁还原出来还原出来 工业上工业上工业上工业上炼铁时各物质的作用：炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉石灰石：把杂质转化为炉渣渣焦炭：燃烧放热提高炉温，焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的并将生成的CO2还原为具还原为具有还原性的有还原性的CO，因此在炼，因此在炼铁高炉中起主要作用的还铁高炉中起主要作用的还原剂是原剂是CO，优点是气体还，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻石充分接触，使反应更彻底。底。CO2+C=2CO高温3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温C+O2=CO2高温高温CaO+SiO2=CaSiO3高温高温CaCO3=CaO+CO2高温高温提供热量提供热量提供还原剂提供还原剂造渣，除去造渣，除去二氧化硅二氧化硅例：例：用用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少石，理论上可以炼出纯铁多少 t?解：解：设理论上可以炼出的纯铁质量为设理论上可以炼出的纯铁质量为x160 2561000t80 X 160 1000tX80%256 XX=560t答：答：可以炼出纯铁可以炼出纯铁560t。3CO +Fe2O3 2 Fe +3CO2如果炼出含铁为如果炼出含铁为96%的生铁多少的生铁多少t？生铁的质量生铁的质量560t 96%=583t可以炼出生铁铁炼出生铁铁583t。纯物质的质量纯物质的质量=不纯物质的质量不纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数不纯物质的质量不纯物质的质量=纯物质的质量纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数注意：注意：带入化学方程式计算的数据应是带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量纯净物的质量练习：要炼出含杂质练习：要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需要含四氧化三铁吨，需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少的磁铁矿石的质量是多少？