第5章 第2节 金属矿物铁的冶炼课件—2022-2023学年九年级化学沪教版上册

第二节 金属矿物 铁的冶炼 一、金属矿物 自然界以单质形式存在的银 自然界以单质形式存在的金 铜的矿物 黄铜矿 孔雀石 斑铜矿 赤铜矿 铝的矿物 铝土矿 明矾石 水铝石 1、每年使用量最多的金属是？ 2、地壳中的铁在自然界中主要以化合物形式还是单质的形式存在? 想一想 铁 化合物 磁铁矿的主要成分为Fe3O4 黄铁矿的主要成分是FeS2 铁的几种矿石 赤铁矿(主要成分为Fe2O3) 褐铁矿（Fe2O3·xH2O) 菱铁矿主要成分是FeCO3 Fe2O3和Fe的组成上均含有Fe元素，不同之处在于Fe少了O元素，如何使Fe2O3转变成Fe ？ 思考 去掉Fe2O3中的O 金属铁的冶炼,是把它们的矿物跟易得氧的物质一起加热反应，以夺氧的方式还原铁的氧化物。通常使用的还原剂是CO。以赤铁矿为例，其化学方程式为： 3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2 高温 结论 金属的冶炼: 即：金属化合物 金属单质 化合态 游离态 转变成 使金属矿物变成金属的过程. 铁的冶炼： 铁的化合物 转变成 铁单质 澄清石灰水 一、实验室冶炼铁 CO与Fe2O3反应 蓝色火焰 （1）、检查装置的气密性； （2）、装入药品并固定； （3）、向玻璃管内通入一氧化碳气体； （4）、给氧化铁加热； （5）、停止加热； （6）、待试管冷却后停止通一氧化碳。 1、实验步骤 (CO: 早出晚归 酒精灯: 迟到早退) 排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合， 可能会发生爆炸 防止生成的铁重新被氧化 防止石灰水倒吸，玻璃管炸裂 1、红棕色的固体逐渐变成黑色 2、澄清的石灰水变浑浊。 2、实验现象 3、化学方程式 3CO+Fe2O3===Fe+3CO2 CO2+Ca(OH)2===CaCO3 +H2O 高温 4、尾气的成分中含有CO，必须加以处理，方法有 5、如何验证实验中产生了铁？ 1、用磁铁吸引（物理方法） （1）、用气球收集； （2）、点燃； 2、加盐酸或硫酸（化学方法） 3、加硫酸铜溶液(化学方法) CO 变浑浊 磁铁 澄清石灰水 工业炼铁的主要设备、原料、原理、还原剂各是什么？各原料的作用又是如何的呢？ 交流与讨论 1、炼铁的主要设备是： 高炉 2、炼铁的原料： （1）铁矿石： （2）焦 炭: （3）石灰石： （4）空 气: 提供铁元素 a、提供热源、维持炉温 b、制还原剂 制造炉渣 提供氧气 3、炼铁的原理： 在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。 3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2 高温 原料 石灰石的作用是使有矿石中的脉石（如二氧化硅）转变成炉渣而除去 4、主要反应 C+O2===CO2 C+CO2===2CO 3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2 高温 高温 点燃 5、产物：生铁 生铁和钢（铁的合金） 阅读课本118 页弄清楚以下几个问题 铁合金 生铁 钢 含碳量 含杂质（硫、磷 等） 机械性能 机械加工 2% ~ 4.3% 0.03% ~ 2% 多 少 硬而脆 硬而韧 良好的延展性和弹性 可铸不可煅 可铸可煅 金属冶炼方法小结 1、热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。 2HgO == 2Hg + O2↑ 2Ag2O == 4Ag + O2↑ 2Al2O3====4Al+3O2↑ 2NaCl====2Na+Cl2↑ 2．电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，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，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。 通电 通电 3．热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。 Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 高温 CuO+ H2 == Cu+H2O 高温 用氧化铜代替氧化铁进行实验，结果会怎样？ 现 象： 化学方程式： 黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清的石灰水变浑浊 1.活泼金属(如K Na Mg AI) :电解法 2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu) :热还原法 3.较稳定金属(如Hg Ag) :直接加热法 4.稳定金属(如Pt Au) :可通过金沙淘洗获得 5.湿法冶金： Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 高温 △ 2HgO === 2Hg + O2↑ 小结：冶炼金属的常用方法 Fe + CuSO4 == Fe SO4 + Cu 1.（1）用CO与赤铁矿石炼铁的实验步骤： ①加热 ②通CO ③熄灭酒精灯 ④停止通CO （2