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1、6.6.3 3 金属矿物与冶炼金属矿物与冶炼新新 知知 预预 习习1 1金属的存在：金属来自地壳中天然存在的金属的存在：金属来自地壳中天然存在的矿矿物。物。(1)(1)单质单质形形态态：少数化学性：少数化学性质质_的金属，以的金属，以单质单质形形态态存在于存在于矿矿物中，如物中，如_、_、_(_(白金白金)。(2)(2)化合物形化合物形态态：绝绝大多数金属都是以大多数金属都是以_的形的形态态存存在于在于矿矿物之中。物之中。第六章金属第六章金属很不活泼很不活泼一金属的存在及金属矿物一金属的存在及金属矿物 金金银银铂铂化合物化合物自自然然界界以以单单质质形形式式存存在在的的银银自自然然界界以以单单
2、质质形形式式存存在在的的金金元素名称元素名称质量分数质量分数%元素名称元素名称质量分数质量分数%铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2.74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005地壳中含量最多的金属是Al！金属元素在地壳中含量：二、金属矿物二、金属矿物黄铁矿黄铁矿(FeSFeS2 2)磁铁矿磁铁矿(FeFe3 3O O4 4)菱铁矿菱铁矿(FeCOFeCO3 3)赤铁矿赤铁矿(FeFe2 2O O3 3)孔雀石孔雀石铝铝土土矿矿黄铜矿黄铜矿三、炼铁的基本原理三、炼铁的基本原理1 1反反应应原理：原理：_。2 2实验实验装置装置(如如图图
3、6-10)6-10)第六章金属第六章金属三炼铁的基本原理三炼铁的基本原理一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁 图图6 61010实验步骤：.按下图组装仪器，并检查其气密性。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。一氧化碳还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行，防止一氧化碳污染空气。现象现象分析分析反应式反应式尾
4、气处理尾气处理红棕色的Fe2O3变成黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳1.实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气【实验】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)原料：原料：铁矿石铁矿石(赤铁矿赤铁矿)、焦炭、石灰石、焦炭、石灰石、空气空气四、铁的四、铁的冶炼冶炼1.1.炼炼铁铁设备：设备：高炉高炉过量空气过量空气焦炭焦炭焦炭焦炭高温高温高温高温赤铁矿赤铁矿高温高温CO2COFe反应过程：反应过程：涉及反应化学方程式：涉及反应化学方程式：3CO+Fe2O3=2Fe
5、+3CO2高温高温C+CO2=2CO高温高温C+O2=CO2点燃点燃(1)(1)焦炭作用焦炭作用产产生生还还原原剂剂COCO。(_)(_)给给反反应应提供能量。提供能量。(2)(2)石灰石作用：使石灰石作用：使铁矿铁矿石中的石中的_转变转变成炉渣而除成炉渣而除去。去。第六章金属第六章金属四工业上钢铁的冶炼四工业上钢铁的冶炼 脉石脉石(5)(5)工工业炼铁产业炼铁产品：生品：生铁铁的含碳量的含碳量为为_，是，是_。2 2钢钢的冶的冶炼炼(1)(1)原料：生原料：生铁铁、氧气、脱氧、氧气、脱氧剂剂、生石灰。、生石灰。(2)(2)原理：利用氧化原理：利用氧化剂剂(纯纯氧氧)把生把生铁铁里里过过多的碳
6、和磷、硫多的碳和磷、硫等其他等其他杂质杂质除去。除去。(3)(3)特性：硬而特性：硬而韧韧、_、_，性能，性能优优越越于生于生铁铁。钢钢的含碳量的含碳量为为_，是，是铁铁的合金。的合金。点点拨拨 生生铁铁和和钢钢的主要区的主要区别别是是_不同。不同。第六章金属第六章金属2%4.3%铁的合金铁的合金有弹性有弹性可锻可锻0.03%2%含碳量含碳量类别类别含碳量含碳量%含杂质含杂质机械性能机械性能机械加工机械加工生铁生铁24.3多多硬而脆硬而脆可铸不可可铸不可锻锻钢钢0.032少少硬而韧、硬而韧、有弹性有弹性可铸可锻可铸可锻生铁和钢的区别中国古代冶炼图中国古代冶炼图转转 炉炉 炼炼 钢钢为纪念为纪念
7、1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨亿吨而发行的邮票而发行的邮票1.活活泼金属金属(如如K Ca Na Mg AI)电解法电解法:2Al2O3 =4Al+3O22.一般金属一般金属(如如Zn Fe Sn Pb Cu)热还原法热还原法:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO3.较稳定金属定金属(如如Hg Ag)直接加直接加热法法:2HgO=2Hg+O24.稳定金属定金属(如如Pt Au):直接以直接以单质形式存在形式存在通电通电高温高温加热加热五、冶炼金属的常用方法五、冶炼金属的常用方法金属活动性顺序：金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)CuHg AgPt Au电解法电解法热还原法热还原法直接加热法直接加热法例例1 用用2000 t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿炼得的赤铁矿炼得的生铁中，含铁多少吨？的生铁中，含铁多少吨？注意：注意：带入化学方程式计算的数据应是带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量纯净物的质量