資源簡介

(共24張PPT)
第6章 金屬資源綜合利用
第1節 金屬礦物及鐵的冶煉
依據化學方程式的計算
尋古探今
凡鐵一爐載土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各從利便。扇爐風箱必用四人、六人帶拽。土化成鐵之后，從爐腰孔流出。爐孔先用泥塞。每旦晝六時，一時出鐵一陀。既出即叉泥塞，鼓風再熔。
----《天工開物》
自然界的鐵
褐鐵礦
Fe2O3·nH2O
自然界的鐵
赤鐵礦
Fe2O3
磁鐵礦
Fe3O4
黃鐵礦
FeS2
ω(Fe)=70%
ω(Fe)=72%
ω(Fe)=46.6%
ω(Fe)=
37%~55%
失去氧元素
鐵的冶煉
赤鐵礦
Fe2O3
磁鐵礦
Fe3O4
鐵
Fe
碳、氫氣、一氧化碳
CO
C
Fe2O3
Fe3O4
鐵Fe
CO
+
+
實驗室模擬煉鐵
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
資料2：一般酒精燈火焰的加熱溫度
是300～600℃，酒精噴燈火
焰的加熱溫度能達到1000℃
資料1：CO與鐵的氧化物反應生成
的固體產物受到溫度的影響。
高溫
實驗室模擬煉鐵
固體加熱型
固液常溫型
固氣加熱型
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高溫
實驗室模擬煉鐵
澄清石灰水
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高溫
實驗室模擬煉鐵
物質 Fe FeO Fe3O4 Fe2O3
顏色 黑色 黑色 黑色 紅棕色
能否被磁鐵吸引 √ √
能否在空氣中燃燒
能否與稀硫酸反應 √（有氣泡） √（無氣泡） √（無氣泡） √（無氣泡）
能否與硫酸銅溶液反應 √（有紅色固體 析出）
實驗室模擬煉鐵
澄清石灰水
CO2
CO
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高溫
實驗室模擬煉鐵
澄清石灰水
CO2
CO
處理尾氣
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高溫
實驗室模擬煉鐵
澄清石灰水
CO2
CO
處理尾氣
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高溫
實驗室模擬煉鐵
實驗中存在哪些風險，如何規避呢？
① CO有毒，污染空氣
② CO不純，受熱可能發生爆炸
點燃或收集尾氣
③ 石灰水倒吸
實驗前先通CO排盡裝置內空氣，再加熱
實驗后繼續通入CO,至玻璃管內物質冷卻
實驗室模擬煉鐵
4.通入純凈的一氧化碳排盡空氣
5.點燃酒精噴燈加熱固體
6.熄滅酒精噴燈
1.連接裝置、檢查裝置氣密性
2.向硬質玻璃管中裝入氧化鐵，固定裝置
3.點燃酒精燈
7.繼續通CO直至裝置內物質冷卻
8.熄滅酒精燈
實驗室模擬煉鐵
3.
4.
5.
6.
1.
2.
通入純凈的一氧化碳排盡空氣
點燃酒精噴燈加熱固體
熄滅酒精噴燈
連接裝置、檢查裝置氣密性
向硬質玻璃管中裝入氧化鐵，固定裝置
點燃酒精燈
連接裝置、檢查裝置氣密性
向硬質玻璃管中裝入氧化鐵，固定裝置
點燃酒精燈
通入純凈的一氧化碳排盡空氣
點燃酒精噴燈加熱固體
熄滅酒精噴燈
繼續通CO直至裝置冷卻
熄滅酒精燈
繼續通CO直至裝置冷卻
熄滅酒精燈
7.
8.
實驗室模擬煉鐵
凡鐵一爐載土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各從利便。扇爐風箱必用四人、六人帶拽。土化成鐵之后，從爐腰孔流出。爐孔先用泥塞。每旦晝六時，一時出鐵一陀。既出即叉泥塞，鼓風再熔。
我國鐵的冶煉最早可以追溯到殷商時期，到春秋戰國時期已出現了較為成熟的煉鐵技術。
鐵的冶煉
使雜質轉換為爐渣
生鐵
爐渣的密度小于生鐵
工業煉鐵
生成CO，提供熱量
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高溫
CO2 + C 2CO
高溫
C + O2 CO2
高溫
焦炭
鐵礦石
石灰石
富氧空氣
課堂小結
金屬礦物及鐵的冶煉
一、常見的金屬礦物
二、實驗室模擬煉鐵
1.實驗裝置 2.實驗原理
3.實驗現象與結論 4.實驗注意事項
三、工業煉鐵
1.原料：鐵礦石、石灰石、焦炭、空氣
2.原理： 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
3.主要設備：高爐
工業煉鐵原料從上面進入，氣體從下面進入，利于原料充分接觸，充分反應
工業煉鐵
課堂鞏固
1. 下列金屬礦物中，主要成分屬于氧化物的是（ ）。
A. 菱鐵礦（主要成分 FeCO3）B. 赤鐵礦（主要成分 Fe2O3）
C. 黃鐵礦（主要成分 FeS2） D. 孔雀石 [ 主要成分 Cu2(OH)2CO3]
2. 某煉鐵廠用于高爐煉鐵的主要原料是赤鐵礦石、焦炭、空氣等，主要反應過程如圖所示：
寫出上述反應的化學方程式：(1)__________________________；
(2)___________________；(3)___________________________。
B
C+O2CO2
C+CO22CO
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
課堂鞏固
3. 工業上用含氧化鐵 480 t 的赤鐵礦為原料煉鐵，得到含雜質4%的生鐵，能獲得生鐵的質量為多少？（寫出完整的計算過程）
解:設能獲得生鐵的質量為x。
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
160 112
480t （1-4%）x
= x=350t
答:能獲得生鐵的質量為350t。
謝 謝 觀 看

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