初中化学知识点：金属的冶炼（铁的冶炼）

金属冶炼：
金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程

矿石
①工业上能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
②常见的矿石赤铁矿(Fe₂O₃)、黄铁矿(FeS₂)、褐铁矿(Fe₂O₃·xH₂O)、水铝石(Al₂O₃·H₂O)、菱铁矿(主要成分是FeCO₃)、磁铁矿(Fe₃O₄)、方铅矿(PbS)、孔雀石 [Cu₂(OH)₂CO₃]、赤铜矿(Cu₂O)、铝土矿(主要成分是Al₂O₃)、黄铜矿(主要成分是CuFeS₂)、辉铜矿(主要成分是Cu2S)。



铁的冶炼
①原理：把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要的反应原理是：
在高温下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，其反应的化学方程式是： Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂

②炼铁的原料及作用：
铁矿石：提供原料
焦炭：提供能量，产生还原剂
石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。

③设备：高炉

④高炉内有关反应：
a.产生CO提供能量：C+O₂CO₂；CO₂+C2CO
b.在高温下用CO将Fe从Fe₂O₃中还原出来：3CO+ Fe₂O₃2Fe + 3CO₂
c.用石灰石将矿石中的SiO₂转变为炉渣除去。
CaCO₃CaO+CO₂↑，CaO+SiO₂CaSiO₃

⑤产品：生铁


炼铁高炉中出铁口低于出渣口的原因：
炼铁高炉中出铁口与出渣口的高低取决于铁水和炉渣的密度〔铁水的密度大于炉渣的密度)。

金属的冶炼方法：
①热分解法(适用于Hg,Ag不活泼的金属的冶炼，加热使其氧化物分解) 如:
2HgO=Hg+O₂↑

②热还原法(适用于金属活动性顺序表中，Zn- Cu金属的冶炼)
a.用H₂作还原剂(优点:制得金属纯度高，污染小) 如:Fe₃O₄+4H₂3Fe+4H₂O

b.用焦炭、一氧化碳作还原剂(易混入杂质，污染大气，适合工业化大规模生产) 如:
炼铁的反应方程式为Fe₂O₃+3CO2Fe +3CO₂
炼锌的反应万程式为2ZnO+C2Zn+CO₂↑

c.用Al作还原剂(铝热剂用来焊接铁轨) 如:
8Al+3Fe₃O₄9Fe+4Al₂O₃

d.电解法(适用于活泼金属Na,Mg等的冶炼) 如:
2NaCl(熔融)2Na+Cl₂↑ ；MgCl₂(熔融)Mg+Cl₂↑

e.湿法冶金(从溶液中通过化学反应来获取金属) 如:
Fe+CuSO₄==Cu+FeSO₄

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