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第二节金属矿物铁的冶炼一、常见金属矿物1、分布和存在金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？极少数金属以单质（游离态）存在自然界中以单质存在的银自然界中以单质存在的金思考：为什么金、银等少数金属以单质的形式存在？而大多数金属以化合物的形式存在呢？化合态金属在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。大多数金属以化合物（化合态）存在地壳中含量在前四位的金属元素分别是什么？地壳中金属的百分含量2、常见矿石赤铁矿Fe2O3黄铁矿FeS2磁铁矿Fe3O4菱铁矿FeCO3铝土矿Al2O3褐铁矿Fe2O3·XH2O孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿Cu2O黄铜矿CuFeS2选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。一、铁的冶炼使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是：（）A.磁铁矿（Fe3O4）72.4%B.赤铁矿（Fe2O3）70%C.菱铁矿（FeCO3）48.3%D.黄铁矿（FeS2）46.7%D思考题：铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。进行课本124页的实验ABCFe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高温2、实验原理1、药品：氧化铁（Fe2O3）一氧化碳（CO）颜色：＿＿__状态：＿＿＿__能否被磁铁吸起？＿红棕色固体粉末否ABC4、实验步骤:1.反应前先检查装置的＿＿＿＿2.装入药品，连接好装置3.先制CO气体，然后验纯，若已纯，通CO气体一会儿,尾气的处理：再用酒精灯对着氧化铁加热。4.观察氧化铁的颜色变化和石灰水的变化5.反应结束，先撤氧化铁处酒精灯，稍稍冷却后停止通CO气体6.待冷却后取出产物，用磁铁吸引，看能否被吸起，判断反应中生成了什么物质。气密性演示实验1.组装查密2.装入药品3.验纯通气4.点灯除尾5.排空点灯6.熄灯通气7.冷却停气以防CO泄露，污染大气以防CO不纯，加热时发生爆炸排尽装置中的空气，以防加热时发生爆炸防止铁在较高的温度下重新被氧化;同时还可以防止石灰水倒吸。以防未反应的CO污染大气实验步骤:(CO:早出晚归酒精灯:迟到早退)A处：粉末由红棕色变成黑色；；B处：澄清石灰水变浑浊。C处：尾气可燃，火焰呈蓝色ABC5、实验现象：产物颜色：＿＿__状态：＿＿＿__能否被磁铁吸起？＿黑色固体粉末能尾气的处理：方法一：；方法二：，方法三：，目的：。点燃用气球收集防止污染空气再利用在探究用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的主要反应原理时,老师设计的实验装置如图,实验中,小明发现一氧化碳白白烧掉太浪费了，对装置又进行了改进。猜一猜小明是怎样改进的？ABC铁冶炼的化学原理一氧化碳与氧化铁反应基本反应原理：＿Fe2O3+＿CO＝＿Fe+＿CO2高温Fe2O3→Fe3231现象：硬质玻管中粉末由红棕色变成黑色；试管中澄清石灰水变浑浊；尾气可燃，火焰呈蓝色。工业炼铁上述反应原理也用于工业炼铁:原料：主要反应过程:高炉铁矿石、焦炭、热空气、石灰石工业炼铁的主要设备：｛①提供热源、维持炉温；②生成还原气CO。造渣除杂Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高温C+O2==CO2点燃CO2+C==2CO高温1、如图是用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，回答下列问题：（1）有下列实验步骤：①加热；②通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先_____，然后______。（2）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为__________，说明有_____生成，B装置中出现的现象为______________，说明有_________生成。①②粉末由黑变红Cu石灰水变浑CO2（3）装置A中的反应化学方程式为_________________，装置B中的反应化学方程式为_______________________，装置C中的目的是_________________。（4）反应结束，应先__________，待冷却后__________。CO+CuO==Cu+CO2高温CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O除尾气，防污染停止加热停止通气炼铁高炉的结构炼铁工业设备图有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量：1000t×（1-20%）=800t纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？生铁的质量：560t÷96%=583.3t不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数某钢铁公司用490万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少万吨？由于不同的金属的化学活动性不同，因此，常采用不同的冶炼方法。热还原法、电解法、热分解法等。利用还原剂在高温下将金属从化合物中还原出来。金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原高炉炼铁金属的常用冶炼方法2Fe2O3+3C====4Fe+3CO2↑高温Fe2O3+3H2====2Fe+3H2O高温Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温湿法冶金（金属）用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复杂的原料，如有色金属和稀有金属。举例：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2HgO===2Hg+O2↑2Ag2O===4Ag+O2↑常用于不活泼金属（Hg、Ag等）的冶炼。Au、Pt可通过金沙淘洗获得。在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等活泼金属的还原性很强，都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。2Al2O3====4Al+3O2↑2NaCl====2Na+Cl2↑通电通电△△金属的常用冶炼方法3、写出四氧化三铁分别与焦炭、氢气、一氧化碳在高温下反应的化学方程式。2C+Fe3O4====3Fe+2CO2↑高温4H2+Fe3O4====3Fe+4H2O高温4CO+Fe3O4====3Fe+4CO2高温以生铁为原料，利用氧气或铁的氧化物将一部分碳等杂质变为气体或炉渣而除去的过程。目的：降碳、调硅锰、除硫磷。原理：工业炼钢