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6.3金属矿物与冶炼24943会计学第1页/共45页一、金属在自然界的存在游离态（单质）：Ag, Pt, Au化合态（化合物）：Fe, Cu, Na等绝大多数金属赤铁矿(Fe2O3)黄铁矿(FeS2 )磁铁矿(Fe3O4)菱铁矿(FeCO3 )第2页/共45页二、金属矿物第3页/共45页铝土矿孔雀石黄铜矿第4页/共45页自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银第5页/共45页三、炼铁的基本原理高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2第6页/共45页基本原理：现象：红棕色的Fe2O3变黑，同时产生使石灰 水变浑浊的气体。氧化反应：得到氧的反应还原反应：失去氧的反应 3C+2Fe2O3 = 4Fe+3CO2高温高温3H2+Fe2O3 = 2Fe+3H2O第7页/共45页具有还原性的物质: COH2 C练习：请写出H2和C还原Fe2O3的化学方程式第8页/共45页H2、C、CO化学性质的比较 性 质物质可燃性 还原性 C C + O2 CO22C + O2 2COC + 2CuO 2Cu+CO2 CO2CO + O2 2CO2CO + CuO Cu + CO2 H22H2 + O2 2H2OH2 + CuO Cu + H2O点燃 高温点燃点燃点燃第9页/共45页H2和C还原CuO实验比较实验装置图第10页/共45页第11页/共45页四、铁的冶炼1.炼铁设备：高炉铁矿石(赤铁矿)、焦炭、石灰石、空气原料：反应过程：赤铁矿焦炭过量空气COFeCO2焦炭高温高温高温点燃高温高温C + CO2 == 2COC + O2 == CO23CO+Fe2O3 == 2Fe+3CO2第12页/共45页涉及反应化学方程式：产品：生铁（含碳量2-4.3%）2.炼钢：氧气钢合金生铁高温钢（含碳量0.03-2%）第13页/共45页生铁和钢的区别类别含碳量%含杂质机械性能机械加工生铁2~4.3多硬而脆可铸不可锻钢0.03~2少硬而韧、有弹性可铸可锻第14页/共45页中国古代冶炼图为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票第15页/共45页转 炉 炼 钢第16页/共45页金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au金 属 活 动 性 由 强 渐 弱越活泼的金属,越容易与其他物质形成化合物,也就越难从化合物中还原出金属单质.越不活泼的金属, 越不容易与其他物质形成化合物,也就越容易从化合物中还原出金属单质.第17页/共45页五、冶炼金属的常用方法1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI) 电解法: 2Al2O3 = 4Al+3O22.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu) 热还原法:Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO3.较稳定金属(如Hg Ag) 直接加热法: 2HgO = 2Hg+O24.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在通电高温加热第18页/共45页金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al ‖Zn Fe Sn Pb (H)Cu‖Hg Ag‖Pt Au电解法热还原法直接加热法第19页/共45页例1 用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%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1000 t×80% × 70% ÷96%=583.3 t第20页/共45页下课啦第21页/共45页 6.4珍惜和保护金属资源一、金属资源的消耗第22页/共45页资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。第23页/共45页资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20% ~ 40%。第24页/共45页生活中许多设施都是用铁制成，如：第25页/共45页但这些设施普遍受到腐蚀的影响。第26页/共45页二、铁生锈条件的探究药品：现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、稀盐酸、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。第27页/共45页铁生锈的必要条件探究没有水没有空气水和空气同时存在无水氯化钙（干燥剂）棉花油层蒸馏水经煮沸的蒸馏水 稀盐酸铁钉1 2 3 4 产生锈蚀