内容正文:
6.3 金属矿物与冶炼
一、金属在自然界的存在
游离态(单质):
化合态(化合物):
Ag, Pt, Au
Fe, Cu, Na等绝大多数金属
二、金属矿物
黄铁矿(FeS2 )
磁铁矿(Fe3O4)
菱铁矿(FeCO3 )
赤铁矿(Fe2O3)
孔雀石
铝土矿
黄铜矿
自然界以单质形式存在的银
自然界以单质形式存在的金
三、炼铁的基本原理
现象:红棕色的Fe2O3变黑,同时产生使石灰
水变浑浊的气体。
基本原理:
氧化反应:得到氧的反应
还原反应:失去氧的反应
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高温
H2 C
练习:请写出H2和C还原Fe2O3的化学方程式
具有还原性的物质: CO
3C+2Fe2O3 = 4Fe+3CO2
高温
高温
3H2+Fe2O3 = 2Fe+3H2O
H2、C、CO化学性质的比较
点燃
点燃
点燃
点燃
高温
性
质
物质 可燃性 还原性
C C + O2 CO2
2C + O2 2CO
C + 2CuO 2Cu+CO2
CO
2CO + O2 2CO2
CO + CuO Cu + CO2
H2
2H2 + O2 2H2O
H2 + CuO Cu + H2O
H2和C还原CuO实验比较
实验装置图
5.unknown
原料:
铁矿石(赤铁矿)、焦炭、石灰石、空气
四、铁的冶炼
1.炼铁
设备:
高炉
过量空气
焦炭
焦炭
高温
高温
赤铁矿
高温
CO2
CO
Fe
反应过程:
涉及反应化学方程式:
产品:
生铁(含碳量2-4.3%)
合金
2.炼钢:
氧气
高温
钢
生铁
钢(含碳量0.03-2%)
3CO+Fe2O3 == 2Fe+3CO2
高温
C + CO2 == 2CO
高温
C + O2 == CO2
点燃
生铁和钢的区别
类别 含碳量% 含杂质 机械性能 机械加工
生铁 2~4.3 多 硬而脆 可铸不可锻
钢 0.03~2 少 硬而韧、有弹性 可铸可锻
中国古代冶炼图
转 炉 炼 钢
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票
越活泼的金属,越容易与其他物质形成化合物,也就越难从化合物中还原出金属单质.
越不活泼的金属, 越不容易与其他物质形成化合物,也就越容易从化合物中还原出金属单质.
金属活动性顺序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
金 属 活 动 性 由 强 渐 弱
1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI)
电解法: 2Al2O3 = 4Al+3O2
2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu)
热还原法: Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO
3.较稳定金属(如Hg Ag)
直接加热法: 2HgO = 2Hg+O2
4.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在
通电
高温
加热
五、冶炼金属的常用方法
金属活动性顺序:
K Ca Na Mg Al ‖Zn Fe Sn Pb (H)Cu‖Hg Ag‖Pt Au
电解法
热还原法
直接加热法
例1 用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨?
注意:
带入化学方程式计算的数据应是
纯净物的质量
1000 t×80% × 70% ÷96%=583.3 t
赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁
$$1、
2、 几种金属矿物
1. 金属在自然界中的存在状态
游离态(单质):Ag, Pt, Au 化合态(化合物):Fe, Cu, Na等绝大多数金属
2. 常见的金属矿物:
3、 钢铁是怎样炼成的
1. 炼铁的基本原理
【演示实验】一氧化碳还原氧化铁(点击下载视频)
装置图:
现象:红棕色的Fe2O 3 变黑,同时产生使石灰水变浑浊
的气体。
具有还原性的物质:一氧化碳、氢气、碳
2. 铁的冶炼
设备:高炉
原料:铁矿石(赤铁矿)、焦炭、石灰石、空气
产品:生铁(含碳量2%~4.3%)
冶炼炉
钢的冶炼:
生铁和钢的区别:
中国古代冶炼图
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票
生铁的冶炼(点击下载视频)
高炉炼铁原理 (点击下载视频)
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