磁铁矿炼铁的化学方程式(一氧化碳还原成氧化铁)
学习实验之前先了解一下矿石。
一、矿石
1. 金属资源的存在方式:以化合物 的形式存在;只有少数金属化学性质很不活泼,如金、银等以单质形式存在。
2. 矿石:工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。
3. 常见矿石名称与其主要成分:
名称 |
赤铁矿 |
磁铁矿 |
铝土矿 |
黄铁矿 |
菱铁矿 |
主要成分 |
Fe2O3 |
Fe3O4 |
Al2O3 |
FeS2 |
FeCO3 |
二、一氧化碳还原氧化铁
1. 仪器:铁架台(2个)、硬质玻璃管、单孔橡皮赛(2个)、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。
2. 药品:氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
3. 装置图:
4. 步骤:
①检验装置的气密性;
②装入药品 并固定;
③向玻璃管内通入CO 气体;
④给氧化铁加热;
⑤停止加热;
⑥停止通入CO 气体。
5. 现象:红色 粉末逐渐变成黑色 ,澄清石灰水变浑浊 ,尾气燃烧产生淡蓝色 火焰。
6. 化学方程式:3CO+Fe2O3==高温==2Fe+3CO2 。
7. 注意事项:(1)与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样,即先通入CO再加热,
(2)实验完毕,停止加热,继续通入CO至试管冷却。
8. 尾气处理:因CO有毒,不能随意排放在空气中,处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO2或收集备用。
三、工业——高炉炼铁
1. 原料:铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、焦炭、石灰石、(空气)。
2. 反应原理:C+O2==点燃==CO2、
CO2+C==高温==2CO、
3CO+Fe2O3==高温==2Fe+3CO2
3. 设备:高炉
4. 炼铁高炉中发生的化学反应:
注意:
①铁矿石种含有一定量的SiO2,冶炼中要将其转化为炉渣(CaSiO3)
除去:CaCO3==高温==CaO+CO2↑,
CaO +SiO2==高温==CaSiO3
②焦炭的作用:一是生成还原剂一氧化碳,二是提高高炉内的温度。
③石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去
④高炉炼铁得到的铁是生铁,其主要成分是铁,还含有C、P、S等元素。