内容正文:
第2节 金属矿物 铁的冶炼
热热身!
常见金属活动顺序
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强到弱
金属在自然界中以何种
形式存在呢?
思考?
极少数金属以单质(游离态)存在
Ag
Pt
Au
大多数金属以化合物(化合态)存在
金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。使金属矿物变成金属的过程叫做金属的冶炼。
常见的金属矿物
赤铁矿
Fe2O3
黄铁矿
FeS2
Fe2O3·xH2O
褐铁矿
磁铁矿
Fe3O4
菱铁矿
FeCO3
铝土矿
Al2O3
磁铁矿
Fe3O4
赤铜矿
Cu2O
孔雀石
Cu2(OH)2CO3
黄铜矿
CuFeS2
拓展视野
金属的冶炼方法
电解法:活泼金属(如K、Ca、Na、Mg、Al等)很难从其矿石中提取出来,需要用电解法。
如:电解熔融氧化铝制铝:
2Al2O3 4Al + 3O2↑
通电
Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2
高温
热还原法:如Fe、Cu等活动性不是很强的金属一般采用还原法,向这类矿石中加入焦炭、氢气或一氧化碳等物质一起加热,使其金属氧化物被还原为金属单质。如:
CuO + H2 Cu + H2O
△
铁的冶炼
选择铁矿石时,通常考虑矿石的价格、铁的含量、安全无污染等。
目前产量最多,使用范围最广的金属是什么?
铁
赤铁矿(Fe2O3)
黄铁矿(FeS2)
磁铁矿(Fe3O4)
菱铁矿(FeCO3)
谁不适合炼铁
实验室模拟工业炼铁
实验探究
实验原理:
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高温
实验装置
酒精喷灯
硬质玻璃管
(6)冷却后停止通CO
实验步骤
(1)检查装置气密性
(2)装Fe2O3并固定仪器
(3)通入CO
(4)点燃酒精喷灯
(5)熄灭酒精喷灯
(CO:早出晚归 酒精喷灯:迟到早退)
思考?
先通CO后加热原因
冷却后再停止通CO的原因
酒精灯有什么作用
反应前先通CO再加热的目的:排尽装置内空气,以免加热时与空气混合发生爆炸。
空气
如何验证装置内空气被完全排尽呢?
CO
反应后待冷却后再停止通CO的原因:
防止在较高温度下铁重新被氧化。
防倒吸
灼热的铁粉
CO是有毒气体!所以不能让剩余的一氧化碳进入空气,要进行尾气处理。
点燃的酒精灯可以让多余的CO完全燃烧掉。
知识拓展
还可以用什么方法来进行尾气处理呢?
实验现象
(1)红棕色粉末逐渐变成 ,
(2)澄清石灰水变 。
黑色
浑浊
(3)尾气燃烧产生 火焰。
蓝色
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高温
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓+ H2O
2CO + O2 2CO2
点燃
问题探究
该实验可以通过澄清石灰水变浑浊证明生成二氧化碳了,可是我们是来炼铁的如何证明有铁生成呢?
验证有铁生成的方法:
取样生成物于试管中并加入少量稀盐酸, 观察是否有气泡产生。
取样生成物于试管中并加入少量硫酸铜溶液,观察是否有紫红色固体产生。
用磁铁靠近生成物,观察是否被磁铁吸引。
拓展提升
上述实验体现了CO的哪些性质呢?
谢谢!!
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