1、第5章第2节 金属矿物 铁的冶炼 金属的分布及存在 单质：少数化学性质较不活泼的金属，如铂、金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠、钙等。孔雀石(Cu2(OH)2CO3)金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。常见的金属矿物 自然界以单质形式存在的金 自然界以单质形式存在的银 金属的分布及存在铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿和赤铜矿等。黄铜矿：CuFeS2辉铜矿：Cu2S孔雀石：Cu2(OH)2CO3 常见的金属矿物铝的矿物主要有铝土矿（Al2O3）和明矾石KAl(SO4)2等。铝土矿：Al2O3 常见的金属矿物铁的矿物主要有：赤铁矿、磁铁矿(Fe3O4
2、)、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿(Fe2O3xH2O)等。赤铁矿：Fe2O3黄铁矿：FeS2菱铁矿：FeCO3 常见的金属矿物 用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。铁的冶炼 铁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。炼铁的原理 一氧化碳与氧化铁反应 Fe2O3+CO Fe+CO2 高温 Fe2O3Fe3231铁的冶炼 实验装置(CO)(Fe2O3)尾气处理(红棕色粉末)蓝色火焰酒精喷灯铁的冶炼（1）连接仪器；（2）检查装置的气密性；（3）装入药品并固定装置；（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；（5）给氧化铁加热；（6）停止加热；（7）等玻璃管冷却
3、至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯。实验步骤 铁的冶炼 反应前先通CO再加热的目的：排尽装置内空气，以免加热时与空气混合发生爆炸。实验说明 反应后撤去酒精喷灯继续通CO的目的：防止在较高温度下铁重新被氧化。铁的冶炼 检验装置中空气已排尽的方法 在右端导气管口用排水法收集一小试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽。铁的冶炼 红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。实验现象 尾气处理（1）收集法：接一气球收集尾气或将尾气用排水法收集。（2）燃烧法：将尾气点燃。（可用于加热氧化铁）CO有毒，防止污染空气。铁的冶炼 相关化学方程式 Fe2O3+3CO 2
4、Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2OCO+O2 2CO2高温 点燃 铁的冶炼 工业炼铁的主要设备：高炉 工业炼铁 炼 铁 工 业 设 备 图 工业炼铁 工业炼铁原理 把铁矿石跟焦炭、石灰石一起加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳气体跟氧化铁在高温下反应生成铁。注：高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。设备：高炉 相关反应：C+O2CO2CO2+C 2COFe2O3+3CO 2Fe+3CO2 点燃 高温 高温 CaCO3 CaO+CO2 高温 CaO+SiO2 CaSiO3（硅酸钙）高温
5、 除去铁矿石中的SiO2等杂质 提供热量和产生还原剂 工业炼铁 1.还原法 把金属矿物与焦炭或氢气、一氧化碳等还原性物质一起加热反应。金属的冶炼方法 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2 高温 Fe2O3+3H22Fe+3H2O 高温 物质失去氧的反应称为还原反应，物质得到氧的反应称为氧化反应。2.电解法 某些活泼的金属很难从其矿石中还原出来，需用电解的方法。（1）电解熔融氧化铝制金属铝：2Al2O34Al+3O2（2）电解熔融的氯化钠：2NaCl2Na+Cl2通电 金属的冶炼方法 通电3.热分解法 有些金属的氧化物受热易分解，可用加热的方法。氧化汞
6、制水银：2HgO2Hg+O2 金属的冶炼方法 4.湿法冶金 铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，这种方法是现代湿法冶金的原理。Fe+CuSO4FeSO4+Cu含杂质物质的化学方程式计算 化学方程式所表达的都是纯净物发生化学变化时的相互关系，各化学式所对应的量，反映的是纯净物之间的质量关系。当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。纯物质的质量 不纯物质的质量 纯度=100纯物质的质量=不纯物质的质量纯度=不纯物质的质量（1杂质的质量分数）答：1000 t可炼出生铁为583 t。例：1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量为 1000 t 80%=800 t设理论上可炼出铁的质量为x，Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112800 tx折合为含铁96%的生铁的质量为560 t96%=583 t含杂质物质的化学方程式计算 高温160800 t=112xx=560 t