探究试验室炼铁的化学原理课件.ppt

1、第五章 金属的冶炼与利用古人沙里淘金古人沙里淘金（1）除）除极少数极少数不活泼的金属有不活泼的金属有单质单质形式存在形式存在 如如铂、金、银铂、金、银等等1.自然界中金属元素的存在形式一、常见的金属矿物（2）其余大多数以化合物形式存在 金属化合物在自然界中以金属化合物在自然界中以矿物的形式矿物的形式存在存在赤铁矿赤铁矿Fe2O3磁铁矿磁铁矿Fe3O4孔雀石孔雀石1.金属的冶炼:使金属矿物变成金属的过程2.炼铁矿物的选择：二、铁的冶炼赤铁矿:磁铁矿:菱铁矿:黄铁矿:Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS270%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%2.作出假设、查阅资料

2、：实验室炼铁实际上是用一氧化碳或焦炭或氢气做还原剂把铁从铁的氧化物中还原出来，则其反应方程式为：（以氧化铁为例）3.设计实验方案，进行实验。 实验的药品 实验的原理Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高温高温高温高温氧化铁和一氧化碳 3.探究实验室炼铁的化学原理 1.提出问题：铁是怎样炼成的呢？ 3.探究实验室炼铁的化学原理 选择装置选择装置Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高温高温固体固体气体气体C C 3.探究实验室炼铁的化学原理 3.探究实验室炼铁的化学原理 （1）装置【资料】酒精灯火焰的温度,约在400-5

3、00，酒精喷灯火焰温度可达700-1000，一氧化碳与氧化铁反应用酒精灯加热至300以上会有Fe3O4生成,400以上才有铁生成。由此可见若用酒精灯加热得到黑色粉末可能是Fe3O4而不是铁，为确保生成的黑色粉末是铁最好使用酒精灯加热。讨论下列实验步骤的先后顺序: 检验一氧化碳的纯度，开始通入一氧化碳气体 按图组装装置 点燃尾气,开始加热氧化铁 检查其气密性 停止加热 加入氧化铁 通一氧化碳直到装置冷却酒精喷灯酒精喷灯 CO澄清石灰水气囊Fe2O3讨论讨论红棕色粉末红棕色粉末先通先通CO,CO,排尽排尽管内的空气管内的空气再开始加热再开始加热变黑变黑变浑浊变浑浊用气球收集尾气用气球收集尾气（因为

4、尾气含（因为尾气含有毒的有毒的COCO, , 会会污染空气污染空气) )CO变浑浊变浑浊磁铁磁铁澄清石灰水澄清石灰水继续通入继续通入COCO直至装置冷却直至装置冷却黑色粉末可以被吸引黑色粉末可以被吸引（2）现象红棕色粉末变成黑色 澄清石灰水变浑浊尾气被点燃，发出蓝色火焰 3.探究实验室炼铁的化学原理 连接仪器，检查装置的气密性在硬质粗玻璃管中，放入少量氧化铁粉末先通入一氧化碳 当反应结束后先停止加热，继续通一氧化碳待装置冷却后，再停止通一氧化碳为什么要进行尾气处理？（3）对步骤的具体分析排尽装置内的空气，防止爆炸防止石灰水倒吸或防止高温的铁粉与空气接触而被氧化。 3.探究实验室炼铁的化学原理

5、为什么？为什么？Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高温高温什么颜色？红棕色在学完一氧化碳还原氧化铁的实验后，甲乙丙三位同学就如何证明生成物是铁粉争论了起来.甲同学说：只要看到生成了黑色固体乙同学说：只要生成物能被磁铁吸引丙同学说：取一些生成物，加入稀盐酸， 若有气泡产生，则为铁粉。？操 作现 象结 论取该黑色粉末于试管中，向试管中加入稀盐酸有气泡产生有铁产生（4）如何证明有铁生成？ 3.探究实验室炼铁的化学原理 （5）尾气处理的方法（1）酒精灯点燃 (2)在装置尾部加一个气球收集 (3)排水法收集(4)把导管弯向前一个酒精灯 3.探究工业炼铁的化学原理 水水 (1)设备： (2

6、)原料： (3)主要反应： (4)产物: 4. 工业炼铁 高炉铁矿石、焦炭、石灰石、热空气碳+氧气 二氧化碳二氧化碳+碳 一氧化碳一氧化碳+氧化铁 铁+二氧化碳生铁(含碳等杂质)提供铁的化合物提高炉温，产生CO产生炉渣点燃点燃高温高温高温高温出铁口出铁口出渣口出渣口CaCOCaCO3 3 CaO + CO CaO + CO2 2CaO + SiOCaO + SiO2 2 CaSiOCaSiO3 3 CO + FeCO + Fe2 2O O3 3 Fe+ CO Fe+ CO2 2COCO2 2 + C 2CO + C 2COC+OC+O2 2 CO CO2 2高温高温高温高温点燃3 32 23 3 4. 工业炼铁 高炉炼铁会产生大量的高炉气体，其主要成分是高浓度的CO和氧化铁尘粒。请你对高炉气体的处理提出合理化的建议. -回收利用析疑解难 4. 工业炼铁 1.热分解法: 2HgO 2Hg + O2 2.热还原法(用还原剂H2,C,CO): CuO + H2 Cu + H2O Fe3O4 + 2C 3Fe + 2CO23.电解法: 2Al2O3 4Al + 3O2 MgCl2 Mg + Cl2 通电通电加热加热加热5.金属的冶炼方法:小结：同学们上完这节课，你学到了什么知识？ 你得到了什么启示？