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铁的冶炼及含杂质化学方程式的计算
日期:2020-03-13 02:17  作者:admin  来源:本站

  铁的冶炼及含杂质化学方程式的计算._化学_自然科学_专业资料。铁的冶炼及含杂质化学方程式的计算.

  § 5-2 铁的冶炼 第一课时 ? 金属元素在自然界中的分布 地壳中金属的百分含量 一、常见金属矿物 1、分布和存在 金属在自然界中主要以单质存在,还是以化合物存在? 大部分以化合物存在,极少数金属以单质(游离态)存在 自然界中以单质存在的银 自然界中以单质存在的金 铁的几种矿石 褐铁矿(Fe2O3·nH2O) 赤铁矿(主要成分为Fe2O3) 菱铁矿主要成分是FeCO3 磁铁矿的主要成分为Fe3O4 黄铁矿的主要成分是FeS2 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 赤铜矿 Cu2O 黄铜矿 CuFeS2 铝土矿 Al2O3 变成 (iron)在自然界中分布很广,在地壳中 含量居所有金属元素的第二位,仅次于 铝,约占地壳总质量的4.75%。我国辽 宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都 有大型铁矿。 现在以铁的冶炼为例:有赤铁矿(Fe2O3)、 磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2).你会选择 以哪种矿石为原料冶炼铁,为什么? 选择赤铁矿,因为赤铁矿中铁的含量比较高, 且对环境污染小,成本比较低。所以要选择赤铁矿 Fe 赤铁矿(主要成分为Fe2O3) Fe2O3和Fe的组成上有何不同之处 (1)、可在 一定条件下,使Fe2O3直接失 氧,转变成铁;(× ) (2)、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。( C + O2 == CO2 2CO+O2==2CO2 点燃 点燃 点燃 ( √) 2H2+O2==2H2O 2Mg+O2== 2MgO 点燃 (×) (×) 铁冶炼的化学原理 Fe2O3→Fe 用一氧化碳与氧化铁反应,夺取氧化铁 中的氧 基本反应原理: 1 Fe2O3 +_ 3 CO _ 高温 _ 3 CO2 ===== 2 Fe+_ 实验装置 检验装 置 反 应 装 置 尾 气 装 置 课本124页的实验,实验过程中注意安全 (一氧化碳有毒),注意观察实验现象并记录。 实验步骤: 1、反应前先检查装置的气密性 2、装入药品,连接好装置 3、验纯CO气体,通CO气体一会儿,再用酒精灯加热 氧化铁。 4、反应结束,先撤氧化铁处酒精灯,稍稍冷却后停 止通CO气体 5、待冷却后取出产物,用磁铁吸引,看能否被吸起。 3CO+Fe2O3===Fe+3CO2 高温 澄清石灰水作用是什么?实验中会出现 什么现象? 实验注意那些问题?(先加热还是先通气? 实验完毕是先停止加热吗?) 演示CO还原 Fe2O3.exe 实验 3、实验现象 (1)红色的粉末逐渐变成黑色 (2)澄清石灰水变浑浊。 (3)CO燃烧呈蓝色火焰 (4)产物能被磁铁吸引 1、实验中先通一段时间CO,再点燃酒精灯加热 Fe2O3的目的: 排出装置内的空气,以免加热时CO与空气混合, 发生爆炸。 2、实验结束时,先熄灭酒精灯,直到试管冷 却再停止通一氧化碳的原因是 (1)试管冷却,否则高温会使生成的铁又被氧化 3、尾气的成分中含有CO,必须加以处理,方 法有 (1)用气球收集; (2)防止石灰水倒吸,使试管炸裂 (2)点燃; 或把尾气烧 掉,防止污 染空气 实验改进: 可将上述装置除尾气的部分,改成用气球收集,这样收 集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用 工业炼铁的主要设备、原料、原 理是什么?各原料的作用又是如何 的呢? 工业炼铁 原料: ①提供热源,维持炉温 ②提供CO 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 造渣除杂 . 工业炼铁的主要设备: 高炉 . 主要反应 Fe2O3 +3CO ===== 高温 2Fe+3CO2 . 炼 铁 高 炉 的 结 构 ? 1、某同学改进一氧化碳还原氧化铁的实验装 置如图所示: (1)、若先给氧化铁加热,再通入一氧化碳可 能产生的后果是 发生爆炸 。 (2)写出A中发生反应的化学方程式 (3)B装置中产生的现象可判断反应 是否开始发生,B试剂是 (4)C装置的作用是 收集未反应的CO,防止污染空气 A 3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2 高温 CO Fe2O3 。 。 B 。 C (5)、C装置收集气体的方法叫 排水法 。 2、炼铁的原料是(D) A、铁矿石、一氧化碳、空气 B、铁矿石、烟煤、生石灰 C、铁矿石、焦炭、空气 D、铁矿石、焦炭、石灰石、空气 3、炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高,而且要 “有害元素”少,下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是() D A.磁铁矿(Fe3O4)72.4% B.赤铁矿(Fe2O3)70% C.菱铁矿(FeCO3)48.3% D.黄铁矿(FeS2)46.7% 第 二 课 时 化学方程式所表示的都是纯净物质发生 化学变化时的相互关式,各化学式所规定 的化学量反映的是纯净物间的数量关系, 但在现实生活中,绝对纯净或理想纯净的 物质的不存在的,或多或少都含有杂质。 当参加反应的物质含有杂质时,先要把含杂质 物质的质量换算成纯物质的质量,再用纯物质的 质量进行计算。 交流与讨论 有关杂质问题的计算 例1、含氧化铁320t的赤铁矿石,可炼出铁 多少吨? 解:设可炼出铁X Fe2O3 +3CO 高温 ===== 2Fe+3CO2 160 320t 160 112 == 112 X 320t x X=224t 答:可炼出铁224t 例1、400t含氧化铁80%的赤铁矿,可炼出 铁多少吨? 解:设可炼出铁X Fe2O3 +3CO 高温 ===== 2Fe+3CO2 160 400x80% 160 400x80% == 112 x 320t (1- 4%) x X=224t 答:可炼出铁224t 例1、含氧化铁320t的赤铁矿石,可炼出含 杂质4%的生铁多少吨? 解:可炼出含杂质4%的生铁x吨 Fe2O3 +3CO 160 320t 160 112 == 高温 ===== 2Fe+3CO2 112 (1- 4%)x 320t (1- 4%) x X=233.3t 答:可炼出铁233.3t 例3:用400t含氧化铁80%的赤铁矿石,理 论上可以炼出含杂质4%的生铁多少吨? 注意:带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量 赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁 解:设理论上可炼出含铁 96%的生铁X Fe2O3 +3CO 高温 ===== 2Fe+3CO2 160 400t×80 % 112 160 112 400t×80% == (1-4%)X (1- 4%) X X=233.3t 答:理论上可炼出含铁 96%的生铁233.3t P126页 ? 5.工业上用含氧化铁480t的赤铁矿为原料 炼铁,得到含杂质4%的生铁。据此填写下 列框图中有关物质的质量,并写出完整的 计算过程。 氧化铁 的质量 纯铁的 质量 生铁的 质量 随堂练习 1、工业上以赤铁矿(Fe2O3)为原料冶炼铁。某 钢铁厂冶炼896Kg铁,需要含Fe2O364%的赤铁矿 多少Kg? ( 2000 Kg ) P136页 3.黄铜是一种重要的金属材料,是铜和锌的 合金,可以用于制造机器、电器零件及日 常用品。为了测定某黄铜样品中铜的质量 分数,取10g该黄铜样品粉末加入到稀硫 酸中,恰好完全反应,产生氢气0.1g。试 求: (1)该黄铜样品中锌的质量分数; (2)该黄铜样品中铜的质量分数。 ? 1、还原剂法:利用还原剂在高温下将金属 从化合物中还原出来。 ? 把金属的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等 物质一起加热反应。(如锰、锌、铁、镍、 铅等) ? 2、电解法:有些金属很难从其矿物中提取 出来,需用电解的方法。(如铝等) 2Al2O3===4Al+3O2 通电 四、金属的常用冶炼方法 由于不同的金属的化学活动性不同,因此,常采用不同的 冶炼方法。热还原法、电解法、热分解法等。 高温 利用还原剂在高温下将金属从化合物中还原出来。 Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2 金属氧化物跟焦碳、氢气、ag娱乐app平台下载一氧化碳等物质反应, 失去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原 用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中 置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复 杂的原料。 Fe+CuSO =FeSO +Cu 4 4 常用于不活泼金属(Hg、Ag等)的冶炼。 Au、Pt可通过金沙淘洗获得。 在金属活动性顺序中,K、Na、Ca、Al等活泼金 属的还原性很强,因此不能用一般的方法和还原剂使 其从化合物中还原出来,只能用通电分解其熔融盐或 氧化物的方法来冶炼。

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