第五章金屬的冶煉與利用5.2金屬礦物鐵的冶煉金屬的分布及存在單質(zhì)：少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬，如鉑、金、銀等。化合物：化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、鋅、鈉、鈣等孔雀石(Cu2(OH)2CO3)金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。常見(jiàn)的金屬礦物自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀金屬的分布及存在銅的礦物主要有黃銅礦、孔雀石、斑銅礦和赤銅礦（）等。黃銅礦：CuFeS2輝銅礦：Cu2S孔雀石：Cu2(OH)2CO3

Cu2O常見(jiàn)的金屬礦物鋁的礦物主要有鋁土礦和明礬石等。鋁土礦:Al2O3Al2O3KAl(SO4)2常見(jiàn)的金屬礦物鐵的礦物主要有：赤鐵礦、磁鐵礦（）、菱鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦（）等。赤鐵礦:Fe2O3黃鐵礦:FeS2菱鐵礦:FeCO3Fe3O4Fe2O3﹒XH2O常見(jiàn)的金屬礦物用金屬礦石可以冶煉金屬。使金屬礦物變成金屬的過(guò)程，叫做金屬的冶煉。鐵的冶煉鐵在自然界中分布很廣，在地殼中含量居所有金屬元素的第二位，僅次于鋁。上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐鐵的冶煉為紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行而發(fā)行的郵箱鐵的冶煉化學(xué)原理一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)基本反應(yīng)原理：＿Fe2O3+＿CO＝＿Fe+＿CO2高溫Fe2O3→Fe3231鐵的冶煉實(shí)驗(yàn)裝置(CO)(Fe2O3)尾氣處理(紅棕色粉末)藍(lán)色火焰酒精噴燈澄清石灰水鐵的冶煉（1）連接儀器；（2）檢查裝置的氣密性；（3）裝入藥品并固定裝置；（4）向硬質(zhì)玻璃管內(nèi)通入CO氣體；（5）給氧化鐵加熱；（6）停止加熱；（7）等玻璃管冷卻至室溫后停止通入CO氣體，熄滅右端酒精燈；實(shí)驗(yàn)步

驟反應(yīng)前先通CO再加熱的目的：排盡裝置內(nèi)空氣，以免加熱時(shí)與空氣混合發(fā)生爆炸。實(shí)驗(yàn)說(shuō)

明反應(yīng)后撤去酒精繼續(xù)通CO的目的：防止在較高溫度下鐵重新被氧化。檢驗(yàn)裝置中空氣已排盡的方法是:在右端導(dǎo)氣管口用排水法收集一小試管氣體，移近火焰，若發(fā)出輕微的爆鳴聲，證明空氣已經(jīng)排盡。紅棕色粉末逐漸變成黑色，澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象尾氣處理（1）收集法：接一氣球收集尾氣或?qū)⑽矚庥门潘ㄊ占?。?）燃燒法：將尾氣點(diǎn)燃。（可用于加熱氧化鐵）CO有毒，防止污染空氣。相關(guān)化學(xué)方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O

2CO+O22CO2高溫點(diǎn)燃工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備：高爐工業(yè)煉鐵煉鐵工業(yè)設(shè)備圖工業(yè)煉鐵工業(yè)煉鐵原理把鐵礦石跟焦炭、石灰石一起加入高爐，從下方通入空氣，焦炭燃燒，生成的二氧化碳與焦炭在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w，一氧化碳?xì)怏w跟氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵。注：高爐煉得的鐵為生鐵，仍含有少量雜質(zhì)。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。設(shè)備：高爐相關(guān)反應(yīng)：C+O2CO2CO2+CCOFe2O3+3CO2Fe+3CO2點(diǎn)燃高溫高溫CaCO3CaO+CO2高溫CaO+SiO2CaSiO3（硅酸鈣）高溫除去鐵礦石中的SiO2等雜質(zhì)提供熱量和產(chǎn)生還原劑工業(yè)煉鐵1、還原法把金屬礦物與焦炭、氫氣、一氧化碳等還原性物質(zhì)一起加熱反應(yīng)。金屬的其他冶煉方法Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫2Fe2O3+3C4Fe+3CO2高溫Fe2O3+3H22Fe+3H2O高溫物質(zhì)失去氧的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)，物質(zhì)得到氧的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)。CuO+H2Cu+H2OCuO+COCu+CO22CuO+C2Cu+CO2高溫

△

△還原氧化銅制銅金屬的其他冶煉方法2、電解法某些活潑的金屬很難從其礦石中還原出來(lái)，需用電解的方法。（1）電解熔融氧化鋁制金屬鋁：

2Al2O34Al+3O2（2）電解熔融的氯化鈉：2NaCl2NaCl+Cl2通電金屬的其他冶煉方法通電3、熱分解法有些金屬的氧化物受熱易分解，可用加熱的方法。氧化汞制水銀：

2HgO2Hg+O2△金屬的其他冶煉方法4、濕法冶金鐵能從硫酸銅溶液中置換出銅，這種方法是現(xiàn)代濕法冶金的原理:Fe+CuSO4FeSO4+Cu金屬的其他冶煉方法含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算化學(xué)方程式所表達(dá)的都是純凈物發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的相互關(guān)系，各化學(xué)式所對(duì)應(yīng)的量，反映的是純凈物之間的質(zhì)量關(guān)系。當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí)，先要把含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再進(jìn)行計(jì)算純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量純度×100％純物質(zhì)的量不純物質(zhì)的量×純度雜質(zhì)質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量×（1—純度）答：1000t可煉出生鐵為583t。例1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？解：氧化鐵的質(zhì)量：1000t×80%=800t設(shè)：理論上可煉出鐵的質(zhì)量為XFe2O3+3CO====2Fe+3CO2

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