1、金屬礦物及其冶煉金屬礦物及其冶煉一、金屬在自然界的存在一、金屬在自然界的存在游離態(tài)（單質(zhì)）：游離態(tài)（單質(zhì)）： 化合態(tài)（化合物）：化合態(tài)（化合物）：Ag, Pt, AuAg, Pt, AuFe, Cu, NaFe, Cu, Na等絕大多數(shù)金屬等絕大多數(shù)金屬都以化合物形式存在。都以化合物形式存在。自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金常見的銅礦石常見的銅礦石毛赤銅礦(Cu2O )黃銅礦（CuFeS2）孔雀石(Cu2(OH)2CO3)藍銅礦(Cu3(CO3)2(OH)2)煉鐵的主要設備是：主要反應主要反應C+O2=CO2C+CO2=2CO3C

2、O+Fe2O3=2Fe+3CO2高溫高溫高溫高溫點燃點燃高爐高爐類別類別含碳量含碳量%含雜質(zhì)含雜質(zhì)機械性能機械性能機械加工機械加工生鐵生鐵24.3多多硬而脆硬而脆可鑄不可可鑄不可鍛鍛鋼鋼0.032少少硬而韌、硬而韌、有彈性有彈性可鑄可鍛可鑄可鍛生鐵和鋼的區(qū)別產(chǎn)品：產(chǎn)品：生鐵生鐵2.2.煉煉鋼：鋼：氧氣氧氣高溫高溫生鐵生鐵鋼鋼中國古代冶煉圖中國古代冶煉圖銅的冶煉探究活動探究活動 孔雀石孔雀石加熱分解加熱分解氫氣還原氧化銅氫氣還原氧化銅孔雀石孔雀石石灰水石灰水主要成分是堿式碳酸主要成分是堿式碳酸銅銅實驗與事實實驗與事實 項項 目目【實驗實驗6-46-4】孔雀石加熱分解】孔雀石加熱分解【實驗實驗6-

3、56-5】氧化銅的還原】氧化銅的還原現(xiàn)現(xiàn) 象象推推 斷斷綠色粉末逐漸變成黑色；綠色粉末逐漸變成黑色；試管壁出現(xiàn)小水珠；試管壁出現(xiàn)小水珠；澄清石灰水變渾濁澄清石灰水變渾濁黑色粉末逐漸變成光亮的紅色；黑色粉末逐漸變成光亮的紅色；試管口出現(xiàn)小水珠試管口出現(xiàn)小水珠孔雀石受熱分解生成氧化銅、孔雀石受熱分解生成氧化銅、水、二氧化碳水、二氧化碳氫氣還原氧化銅生成銅和水氫氣還原氧化銅生成銅和水解釋與結論解釋與結論 二、金屬礦物二、金屬礦物黃鐵礦黃鐵礦( (FeSFeS2 2 ) )磁鐵礦磁鐵礦( (FeFe3 3O O4 4) )赤鐵礦赤鐵礦( (FeFe2 2O O3 3) )鋁土礦主要成分是鋁土礦主要成分

4、是Al2O3 常見的礦石常見的礦石小結：小結：驗證反應是驗證反應是否產(chǎn)否產(chǎn)CO2； 渾濁渾濁先熄滅酒精燈，繼先熄滅酒精燈，繼續(xù)通一會兒一氧化續(xù)通一會兒一氧化碳，防止碳，防止Fe又被氧又被氧化成化成Fe2O3以至實以至實驗失敗驗失敗原料：原料：鐵礦石鐵礦石( (赤鐵礦赤鐵礦) )、焦炭、石灰石、焦炭、石灰石、空氣空氣四、鋼鐵廠鐵的四、鋼鐵廠鐵的冶煉冶煉1.1.煉煉鐵鐵設備：設備： 高爐高爐過量空氣過量空氣焦炭焦炭焦炭焦炭高溫高溫高溫高溫赤鐵礦赤鐵礦高溫高溫CO2COFe反應過程：反應過程：2、涉及反應化學方程式：、涉及反應化學方程式：3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2高溫高溫C + CO2

5、 = 2CO高溫高溫C + O2 = CO2點燃點燃產(chǎn)品：產(chǎn)品：生鐵（含碳量生鐵（含碳量2-4.3%）類別類別含碳量含碳量%含雜質(zhì)含雜質(zhì)機械性能機械性能機械加工機械加工生鐵生鐵24.3多多硬而脆硬而脆可鑄不可可鑄不可鍛鍛鋼鋼0.032少少硬而韌、硬而韌、有彈性有彈性可鑄可鍛可鑄可鍛3、合金生鐵和鋼的區(qū)別生鐵含碳量高：硬而脆可鑄不可鍛，所以我們還要放入煉生鐵含碳量高：硬而脆可鑄不可鍛，所以我們還要放入煉鋼爐中吹入鋼爐中吹入氧氣氧氣，除去碳等其他雜質(zhì)。，除去碳等其他雜質(zhì)。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫4、煉鐵基本原理：、煉鐵基本原理：像Fe2O3這樣，氧化物失去氧的反應，叫做還原反還

6、原反應應。像CO這樣，能奪取含氧化合物里的氧，使它發(fā)生還原反應的物質(zhì)，具有還原性還原性，化學實驗和生產(chǎn)中可做為還原劑還原劑，H2、C都可以作還原劑 3C+2Fe2O3 = 4Fe+3CO2高溫高溫練習：請寫出練習：請寫出H2和和C還原還原Fe2O3 (Fe3O4 、 CuO)的化學方程式的化學方程式高溫高溫3H2+Fe2O3 = 2Fe+3H2O5、具有還原性的物質(zhì)、具有還原性的物質(zhì): 不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關系：不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關系：列比例時，一定要用純量。列比例時，一定要用純量。五、含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學方程式的計算：五、含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學方程式的計算：m(純純) = m(不

7、純不純 )純度純度m(不純不純) = m(純純) 純度純度例題：用例題：用1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫解：解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t 80%800t。設設800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為X。160 112800t X160800t=112XX560t折合含鐵折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為560t 96%583t(純化雜純化雜)答：答： 1000t

8、含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵鐵96%的生鐵為的生鐵為583t?；蛟O或設800t氧化鐵理論上可以煉氧化鐵理論上可以煉含鐵含鐵96%的生鐵的生鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫160 112800t X96%160 :112800t :X96% X583t(雜化純雜化純)設需含設需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：解：生鐵中含純鐵：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 112160 X 85% 28

9、50t 高溫高溫160X 85%=1122850tX4790t答答：該該3000 t生鐵中含純鐵生鐵中含純鐵2850t。該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石為的赤鐵礦石為4790t。1.某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵的生鐵3000t，試計算：，試計算：該該3000 t生鐵中含純鐵多少噸？生鐵中含純鐵多少噸？該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石多的赤鐵礦石多少噸？（計算結果保留整數(shù)）少噸？（計算結果保留整數(shù)）練習：練習：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。 （1）寫

10、出圖中標有序號的儀器名稱）寫出圖中標有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實驗過程中，先要進行的是實驗過程中，先要進行的是_ 。（填。（填或或）加熱加熱 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反應的化學方程式是中反應的化學方程式是 。 B中反應的化學方程式是中反應的化學方程式是 ， B中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是_ 。 (4)該裝置的不足之處是該裝置的不足之處是 。鐵架臺鐵架臺試管試管Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫高溫沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水變渾濁澄清的石灰水

11、變渾濁 3.右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au約約6000年前年前約約200年前年前約約600年前年前約約2500年前年前選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是是 ；目前鋁在多個領域替代易生銹的鋼鐵，其；目前鋁在多個領域替代易生銹的鋼鐵，其主要主要原原因是因是 。鋁的密度小鋁的密度小 鋁很活潑鋁很活潑 地殼中鋁的含量高地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護膜鋁的表面易生成致密的保護膜鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。右圖是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學右圖是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學方程式方程式 ；能證明產(chǎn)；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：物中有鐵粉的方法是： 。 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡)