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第5章 金属的冶炼与利用 苏州工业园区第八中学 王剑根 第2节 金属矿物 铁的冶炼 铁 金库失窃 打一元素名称 说说你知道的铁？ * 天 工 开 物 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。 铁在自然界中分布很广，在地壳中含量金属元素的第二位，仅次于铝。 地壳中金属元素的含量（质量分数） 自然界中除极少数不活泼的金属（如铂、金、银）有单质存在外，其余大多数金属元素以化合物存在。 金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。 铁元素以化合物的形式存在于铁矿石中 银(Ag) 铂(Pt) 金(Au) 黄铁矿(主要成分FeS2) 铁的矿物 赤铁矿(主要成分Fe2O3) 磁铁矿(主要成分Fe3O4) 褐铁矿(主要成分Fe2O3 ·x H2O ) 菱铁矿(主要成分FeCO3 ) 赤铁矿 磁铁矿 黄铁矿 主要成分是： Fe2O3 Fe3O4 FeS2 从这些物质的组成上去分析比较，你觉得哪种原料不适合用来炼铁？为什么？ 黄铁矿 炼铁选用的铁矿石要求冶炼时产生污染性气体少，且含硫等有害元素少。 铁的矿物 冶炼过程中会产生二氧化硫气体污染环境，且含铁量低。  想一想：如何将铁矿石中的铁元素转化为我们所使用的铁单质？ 赤铁矿Fe2O3 铁 Fe 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，要使Fe2O3转变成Fe ，可从哪方面考虑？ 比较Fe2O3和Fe的组成差别 失去氧？ 用什么方法能使Fe2O3 失去氧呢？ 赤铁矿Fe2O3 铁Fe 查阅资料 可在一定条件下，可加入某类物质，让其与Fe2O3中的O元素结合，主动夺取Fe2O3中的“O”元素，使Fe2O3转变成金属Fe。 交流与讨论 用什么方法能使Fe2O3 失去氧呢？ 从多方面考虑，通常选用CO和Fe2O3 在高温条件下炼铁。 3CO+Fe2O3＝＝2Fe+3CO2 高温 赤铁矿Fe2O3 铁Fe 交流与讨论 （不属于置换反应） 原理： 装置图： 硬质玻璃管 酒精喷灯 实验室炼铁 3CO+Fe2O3＝＝2Fe+3CO2 高温 一氧化碳与氧化铁的反应 实验室炼铁 注意观察实验现象及实验操作步骤 实验室炼铁 实验现象： 涉及的化学方程式： 3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2 高温 CO2+Ca(OH)2===CaCO3 +H2O 检验有二氧化碳生成 红棕色的固体逐渐变成黑色， 澄清石灰水变浑浊。 实验步骤： （1）检查装置的气密性。 （2）装入药品并固定装置。 （3）先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯。 （4）实验结束后，先熄灭酒精喷灯，待玻璃管内物质冷却后，再停止通入一氧化碳。 排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。 实验室炼铁 防止灼热的铁与氧气反应；同时防止石灰水倒吸入玻璃管。 CO“早出晚归” 酒精喷灯“迟到早退” 如何证明黑色粉末是铁？ （1）用磁铁吸引， 若黑色粉末能被吸引，则初步判断含铁。 （2）取少量黑色粉末加入稀盐酸， 若有气泡产生，溶液逐渐变成浅绿色，则证明是铁。 我会验证 尾气为什么要处理？ 防止多余的CO污染空气 含有哪 些气体？ 燃烧法 收集再处理法 尾气如何处理？ B 实验开始时先点灯A还是先点灯B，为什么？ A 宝钢全景图 工业炼铁 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 C + O2 === CO2 点燃 C + CO2 === 2CO 高温 Fe2O3+3CO == 2Fe +3CO2 高温 （2）原料： （3）发生的主要反应： （1）主要设备： 工业炼铁过程中焦炭起什么作用？ 石灰石将矿石中的SiO2形成炉渣而除去 工业炼铁 高炉 铁矿石、焦炭、石灰石 、空气 炉渣出口 （4）产物： 生铁 一氧化碳还原氧化铁的实验 现象 结论 ①红棕色物质逐渐变成黑色；②澄清石灰水变浑浊；③导管口发出蓝色火焰 Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2 高温 知识回顾 反应后硬质玻璃管内减轻的质量是什么的质量？ 玻璃管内减轻的质量：参加反应的Fe2O3中 O 元素的质量 高炉 产生CO 产生热量 知识回顾 工业炼铁 炼铁原理：在高温条件下，用还原剂CO把铁从铁的氧化物中还原出来。 * * * * * * * *