㈠ 金屬的冶煉方法有哪幾種
常見金屬冶煉方法
1.汞:熱分解法:2HgO(s)=加熱=2Hg(l)+O2(g);
2.銅:置換法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (濕法煉銅);
3.鋁:電解法:2Al2O3=通電=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因為AlCl3不是離子化合物);
4.鎂:電解法:MgCl2(熔融)=通電=Mg(s)+Cl2(g);
6.鈉:電解法:2NaCl=通電=2Na+Cl2(g);
7.鉀:原理是高沸點金屬制低沸點金屬:Na+KCl=(高溫,真空)=K+NaCl;
8.鐵:熱還原法:2Fe2O3+3C=高溫=4Fe+3CO2↑。
9.高爐煉鐵:Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2
(1)制備新鐵用什麼方法擴展閱讀:
人類從很早就開始煉鐵了。早期冶煉出的鐵叫作塊煉鐵,它呈固體,夾雜著很多非金屬雜質。當冶煉技術提高後,人類冶煉出了生鐵。與塊煉鐵相比,生鐵呈液態,可以澆鑄成型,非金屬雜質比較少,產量和質量都有了大幅提高。從塊煉鐵到生鐵的冶煉是煉鐵技術史上的一次飛躍。
我國的冶鐵技術大約出現在西周(公元前1046年~公元前771年)時期,冶煉出生鐵使我國成為世界上最早發明和使用生鐵的國家。而歐洲許多地方的古人,雖然早於我國冶煉出了塊煉鐵,卻經過了漫長的發展,直到公元14世紀才冶煉出了生鐵。
冶鐵少不了空氣的參與,鼓入爐內的大量空氣可以使爐火燃燒得更旺,也可以提高化學反應的速率,促進鐵的提純。水排是我國古代冶鐵用的水力鼓風裝置。
我國古代的鼓風器叫橐(tuó)。好幾個橐排成一排,就叫排橐。早期的排橐動力來源於馬或人,非常費力。東漢年間,南陽太守杜詩在總結勞動人民經驗的基礎上,發明了水排。
水排的發明是冶鐵技術上的一大進步,它加大了爐內的進風量,有效地提高了冶煉溫度。同時還可以擴大爐缸,加高爐身,增加有效容積,從而大大地提高了生產能力,最終促進了生鐵的冶煉。
㈡ 工業制鐵有什麼方法
將金屬鐵從含鐵礦物(主要為鐵的氧化物)中提煉出來的工藝過程,主要有高爐法,直接還原法,熔融還原法,等離子法。
高爐煉鐵是指把鐵礦石和焦炭,一氧化碳,氫氣等燃料及熔劑(從理論上說把活動性比鐵的金屬和礦石混合後高溫也可煉出鐵來)裝入高爐中冶煉,去掉雜質而得到金屬鐵(生鐵)。 其反應式為: Fe2+3CO==2Fe+3CO2(高溫) Fe3O4+2CO==3Fe+2CO2(高溫) C+O2==CO2(高溫) C+CO2==2CO(高溫)
㈢ 工業上冶煉各種金屬都用什麼方法
根據金屬的活動性順序不同,工業上製取的方法也是各不相同。
(一)製取非常活潑的金屬,如金屬鉀,鈣,鈉,鎂,鋁等,由於它們金屬性還原性都太強,一般化學試劑很難把它們還原出來,工業上一般採用電解金屬形成的鹽或氧化物 氯化鉀,氯化鈣,氯化鈉,氯化鎂,氧化鋁的熔融物(不能有水,否則製取的金屬太活潑,會與水反應),得到金屬鉀,鈣,鈉,鎂,鋁。因為電解質除了在水溶液中可以形成自由正,負離子,在熔融時也能形成可以自由移動的正,負離子,也就是說,這五種熔融的鹽中分別含有K+,Ca2+,Na+,Mg2+,Al3+和 Cl-,O2- 。電解熔融鹽或氧化物和電解鹽溶液類似,拿電解氯化鈉熔融物作解說,根據電解的原則,負極有大量的電子吸引正離子Na+過去得電子變成金屬鈉單質。(2NaCl(熔融) =電解= 2Na↓ + Cl2↑),不過電解的成本很高。
但是,金屬鉀的金屬性和還原性極強,電解其熔融鹽需要耗去大量的電,比上述幾種金屬電解耗去的電多很多,生產成本相當高,所以工業上一般不採用電解法製取金屬鉀,由於金屬鈉的沸點比鉀的沸點高,利用高沸點金屬製取低沸點金屬,用熔融的金屬鈉和熔融的氯化鉀置換出金屬鉀,由於溫度過高,達到鉀的沸點,金屬鉀以蒸氣的形式出來。注意金屬鉀的金屬性比鈉強,反應是可逆的,要把置換出的鉀蒸氣立即導出反應容器,減小容器中鉀蒸氣的含量,使反應向正方向進行。
(1)金屬鉀
Na(熔融) + KCl(熔融) =可逆= NaCl + K(蒸氣)
(2)金屬鈣
CaCl2(熔融)=電解= Ca + Cl2↑
(3)金屬鈉
2NaCl(熔融) =電解= 2Na↓ + Cl2↑
(4)金屬鎂
MgCl2(熔融)=電解= Mg + Cl2↑
(5)金屬鋁
2Al2O3(熔融)=電解= 4Al + 3O2↑
(二)製取活潑性一般的金屬,如金屬鋅,鐵,銅等。工業上一般採用還原劑把金屬從它的氧化物或鹽溶液中還原出來,拿鐵來解說,如果是鐵的氧化物,則常用金屬鋁單質或者一氧化碳,氫氣等還原劑把鐵還原出。(Fe2O3 + 3CO =高溫= 2Fe + 3CO2)。如果是鐵的鹽溶液,則用比鐵還原性強的金屬如鋁(Al + FeCl3 = Fe + AlCl3)
(1)金屬鋅
火法冶鋅:ZnO + CO =高溫= Zn + CO2
濕法冶鋅:Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn
(2)金屬鐵
火法冶鐵:Fe2o3 + 3CO =高溫= 2Fe + 3CO2 或者 Al + Fe2O3 =高溫= Fe + Al2O3
濕法冶鐵:Al + FeCl3 = Fe + AlCl3
(3)金屬銅,
火法冶銅:CuO + H2 =△= Cu + H2O
濕法冶銅:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
(三)製取不活潑的金屬,如金屬汞,銀等。工業上一般加熱金屬氧化物使其分解成金屬單質和氧氣。拿金屬汞解說,在加熱的條件下使氧化汞分解
(1)金屬汞
2HgO =△= 2Hg + O2↑
(2)金屬銀
Ag2O =△= 2Ag + O2↑
綜上所述,工業上製取非常活潑的金屬,一般採用電解金屬鹽或金屬氧化物的熔融物(製取金屬鉀用比鉀沸點高的金屬鈉的熔融物從熔融的氯化鉀中置換出來)。製取活潑性一般的金屬一般採用還原劑把金屬從它的氧化物或鹽溶液中還原出來。製取不活潑的金屬,一般採用直接加熱金屬氧化物使其分解成金屬單質得到。
電解法耗能最多,不經濟;熱還原法其次;熱分解法需要的溫度比較低,耗能最小,能用熱分解冶煉出的金屬就盡量用此法。就是說基本上所有的金屬都能通過電解法制的,但浪費了電能,不經濟,所以工業上冶煉金屬的原則是盡量用耗能最小的,最經濟的方法。
㈣ 怎麼提純鐵
日本開發提煉高純鐵的新方法
日本科學家使用負離子交換法成功地提煉出純度為99.9999%的鐵,這不僅簡化了工序,他說:想發財就去萬通商聯找優質供貨商!序,節省了成本,還使得鐵在光學半導體材料領域中受到青睞。
據日本報紙報道,日本東北大學的一色實教授曾經使用溶媒提取法和負離子交換法開發出純度為99.9997%的高純度鐵。在此基礎上,一色實教授又開發出了新的工藝,即把一般的電解鐵溶解在鹽酸水溶液中,使之通過填充了負離子交換樹脂的氯乙烯圓柱體以還原為鐵,然後再使用氫等離子體除去氧氣等雜質,結果獲得了純度為99.9999%的鐵。這種方法由於在負離子交換過程中控制了雜質元素在水溶液里的價數而無需使用溶媒去雜,因而可簡化製造工藝,大大降低製造成本。
高純度金屬是把所有的雜質減少到最低限度的金屬,是今後研究開發高性能半導體元件等所不可缺少的材料。
新工藝被稱為是一種「最適合於進行大批量生產的簡單工藝」,而且由於鐵本身無毒,資源豐富,價格低廉,並且鐵硅化物能夠用來製造紅外線領域的發光元件,因此科學家們正在把高純度的鐵作為一種光學半導體材料加以研究開發。
㈤ 氧化鐵的制備方法
制備方法有濕法和干法。濕法製品結晶細小、顆粒柔軟、較易研磨,易於作顏料。干法製品結晶大、顆粒堅硬,適宜作磁性材料、拋光研磨材料。 FeSO₄+2NaOH→Fe(OH)₂+Na₂SO₄
4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃
4FeSO₄+4H₂O+O₂→2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄
Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑
將一定量的5%硫酸亞鐵溶液迅速與過量氫氧化鈉溶液反應(要求鹼過量 0.04~0.08g/ml),在常溫下通入空氣,使之全部變為紅棕色的氫氧化鐵膠體溶液,作為沉積氧化鐵的晶核。以上述晶核為載體,以硫酸亞鐵為介質,通入空氣,在75~85℃,在金屬鐵存在下,硫酸亞鐵與空氣中氧氣作用生成三氧化二鐵(即鐵紅)沉積在晶核上,溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用重新生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續沉積,這樣循環至整個過程結束,生成紅色氧化鐵。
在空氣中灼燒亞鐵化合物或氫氧化鐵等可得三氧化二鐵。
4Fe3O4+O2高===溫6Fe2O3
在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜,這層水膜里含有少量的H+和OH-,還溶解了氧氣,結果在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳(因鋼鐵不純)恰好形成無數微小的原電池。在這些原電池裡,鐵是負極,碳是正極。鐵失去電子而被氧化:
負極:2Fe_4e-=2Fe2+
正極:2H2O+O2+4e-=4OH-
電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
在此之後繼續反應:
Fe2+2OH-=Fe(OH)₂
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3·nH2O+3H2O
在初中的化學里,可用鹽酸(HCl)來除鐵銹。
方程式為:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 硝酸與鐵屑反應生成硝酸亞鐵,經冷卻結晶、脫水乾燥,經研磨後在600~700℃煅燒8~10h,在經水洗、乾燥、粉碎製得氧化鐵紅產品。也可以氧化鐵黃為原料,經600~700℃煅燒製得氧化鐵紅。4Fe(NO₃)→2Fe₂O₃+12NO2↑+3O2↑ Fe2O3·nH2O→Fe2O3+nH2O;先製得透明氧化鐵黃(製法參見透明氧化鐵黃),經煅燒脫水,製得透明氧化鐵紅。其2α-FeOOH==△==2α-FeSO3+H2O。
採用中和沉澱法。先製得氧化鐵黑,再高溫灼燒製得透明氧化鐵線。將0.5mol/L濃度的FeCl3·6H2O溶液加熱沸騰水解至紅棕色膠粒出現為止(溶液1)。取與溶液1等體積的0.25mol/L的FeCl₂溶液(由金屬鐵與鹽酸作用製得),用稀氨水調至白色沉澱不再消失為止(溶液2)。將溶液1和溶液2合並,攪拌,並加入適量的羥基羧酸絡合劑和緩沖劑,維持恆溫80℃。隨反應的進行,不斷有黑色Fe3O4生成。反應結束,將Fe3O4結晶轉移至pH8、含有為Fe3O4質量比為10%~20%的油酸鈉溶液中進行表面處理,攪拌懸濁液,恆溫80℃,0.5h後將懸濁液用稀鹽酸(1:3)調pH=6~6.5,將Fe3O4油酸吸附包覆物(黑色絮凝體)抽濾,熱水攪洗數次,50~60℃真空烘乾,製得疏鬆的粉體Fe3O4。將上述油酸包覆的Fe3O4慢速升溫至550~600℃焙燒0.5h,得到均勻分散的透明鐵紅α-Fe2O3微粒子。
由天然黃鐵礦製得。由硫酸亞鐵或草酸鐵經風化得硫酸鐵,再經煅燒而得。由氫氧化鐵脫水而得。製造硫酸、苯胺、氧化鋁等過程中的副產物。由碳酸鐵、硝酸鐵等經強熱而得。硫酸亞鐵加熱至650℃以上而得。
雲母赤鐵礦法:雲母赤鐵礦石精選後,經濕球磨機磨成精礦粉,脫水,烘乾,冷卻,粉碎至325目,過篩,製成雲母氧化鐵。
硫酸亞鐵氧化法:將硫酸與鐵屑反應製得硫酸亞鐵,除砷及重金屬,經氧化而得。流程參見氧化鐵黃。
制備方法有濕法和干法。濕法製品結晶細小、顆粒柔軟、較易研磨,適宜作顏料。干法製品結晶大、顆粒堅硬,適宜作磁性材料、拋光研磨材料。濕法將一定量的5%硫酸亞鐵溶液迅速與過量燒鹼溶液反應(要求鹼過量0.04~0.08 g/ml),在常溫下通入空氣使之全部變成紅棕色的氫氧化鐵膠體溶液,在金屬鐵存在的條件下,硫酸亞鐵與空氣中氧作用,生成三氧化二鐵(即鐵紅)沉積在晶核上,溶液中的硫酸根又與金屬鐵作用,重新生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵再被空氣氧化成鐵紅繼續沉積,如此循環到整個過程結束,生成氧化鐵紅。其干法硝酸與鐵片反應生成硝酸亞鐵,經冷卻結晶,脫水乾燥,經研磨後在600~700℃煅燒8~10h,再經水洗、乾燥、粉碎製得氧化鐵紅產品。也可以氧化鐵黃為原料,經600~700℃煅燒製得氧化鐵紅。其4Fe(NO3)3==△==2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑Fe2O3+n H2O==△==Fe2O3+nH2O
㈥ 中學常見金屬的製取方法
鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 均使用電解法;鐵 錫 鉛 銅 均使用熱還原法,還原劑一般為煤、煤氣或水煤氣;汞 銀 鉑 金 均較穩定,直接加熱即可,稱為熱分解法。
希望我的回答對你有所幫助,希望採納,謝謝!
㈦ 氫氧化鐵的制備方法
1、膠體制備:
取一個小燒杯,加入25 mL蒸餾水,將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰。向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴飽和氯化鐵溶液。繼續煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱。此時即可製得氫氧化鐵膠體。
2、固體沉澱制備:
在試管里注入少量氯化亞鐵溶液,再逐滴滴入氫氧化鈉溶液,觀察現象。
有紅褐色沉澱產生。若注入氫氧化鈉溶液在液面以下而且有大量硫酸根存在,會生成白色氫氧化亞鐵沉澱,轉瞬形成灰綠色沉澱(但絕對不是Fe6(SO4)2(OH)4O3或不只是它,實驗證明,有BaCl2存在仍然生成灰綠色沉澱),最後還會氧化成Fe(OH)3氫氧化鐵紅色沉澱。
性質:
具有兩性但其鹼性強於酸性,新製得的氫氧化鐵易溶於無機酸和有機酸,亦可溶於熱濃鹼。
低於500攝氏度時完全脫水成氧化鐵。加熱分解。氫氧化鐵在烘乾時易分解,但溫度不高時不完全,也就是逐漸失水。但在低於500℃時能達到完全脫水成氧化鐵。沒有一個明確的失水分解溫度。
由可溶性鐵鹽溶液加氨水沉澱來製取氫氧化鐵或由氯化鐵、硝酸鐵溶液加入氨水沉澱而製得。其粒子大小在1 nm到100 nm之間時會形成膠體。膠狀沉澱的水合氧化鐵有較強的吸附性能。
㈧ 製取鐵粉的主要還原方法有哪些,各自的優缺點是什麼
大發冶金公司從事還原鐵粉和散裝爐料生產二十餘年官方回答:主要還原方法以及優點:
隨著我們使用鐵粉的領域增加,我們對鐵粉的需求也變得越來越多,但是有的製造鐵粉的方法是非常昂貴的,這要求我們要採取一種簡單方便的方法來製造鐵粉,於是人們想出了還原法來製造鐵粉,其生產工藝日臻成熟並獲得長足發展,其主要原因有哪些方面呢?
1、天然氣的大量開發利用,特別是高效率天然氣轉化法的採用,提供了適用的還原煤氣,使直接還原法獲得了來源豐富、價格相對便宜的新能源。
2、電爐煉鋼迅速發展以及冶煉多種優質鋼的需要,大大擴展了對海綿鐵的需求。
3、選礦技術提高,可提供大量高品位精礦,礦石中的脈石量降低到還原冶煉過程中不需加以脫除的程度,從而簡化了直接還原技術。
我們使用還原法製造鐵粉的方法還有兩大類,分氣基法和煤基法兩大類。前者是用天然氣經裂化產出H2和CO氣體,作為還原劑,在豎爐、罐式爐或流化床內將鐵礦石中的氧化鐵還原成海綿鐵。主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。後者是用煤作還原劑,在回轉窯、隧道窯等設備內將鐵礦石中的氧化鐵還原,主要有FASMET法等。
直接還原法的優點有:
(1)流程短,直接還原鐵加電爐煉鋼;
(2)不用焦炭,不受煉焦煤短缺的影響;
(3)污染少,取消了焦爐、燒結等工序;
(4)海綿鐵中硫、磷等有害雜質與有色金屬含量低,有利於電爐冶煉優質鋼種。但是2者之間又有一定的數據互通。
㈨ 鐵是怎麼做成的
鐵是一種金屬元素,原子序數26,單質化學式:Fe。純鐵是白色或者銀白色的,有金屬光澤。
制備方法:
單質鐵的制採用冶煉法。以赤鐵礦(Fe2O3)和磁鐵礦(Fe3O4)為原料,與焦炭和助溶劑在熔礦爐內反應,焦炭燃燒產生二氧化碳(CO2),二氧化碳與過量的焦炭接觸就生成一氧化碳(CO),一氧化碳和礦石內的氧化鐵作用就生成金屬鐵。加入CaCo3在高溫下生成CaO除去鐵礦石中的SiO2,生成CaSiO3(爐渣)[6] 。
C+O₂=點燃=CO₂(提供熱量和CO₂)
高爐煉鐵圖
CO₂+C=高溫=2CO
Fe₂O₃+3CO=高溫=2Fe+3CO₂
Fe₃O₄+4CO=高溫=3Fe+4CO₂
CaCO3=高溫=CaO+CO2↑
SiO2+CaO=CaSiO₃
鋼鐵提煉過程:
一、鐵礦石開采和加工;
二、採煤煉焦炭;
三、高爐煉鐵;
四、煉鐵成鋼;
五、鑄造鋼坯;
六、鋼坯軋製成材;
七、鍛造鋼材。
㈩ 氫氧化亞鐵的制備方法
工業製法
氫氧化亞鐵的製造通常是向亞鐵鹽溶液中添加鹼金屬氫氧化物,由於容易被氧化,所以必須在惰性氣氛(例如氮氣、氬氣)中進行。純Fe(OH)2雖是白色的,但被氧化時則從綠色變為深綠色。
製法1:用煮沸充分去掉溶解於其中的空氣後的水,來配製硫酸亞鐵和氫氧化鈉的稀水溶液。將硫酸亞鐵溶液裝入小口瓶里,向其中注加氫氧化鈉水溶液,使正好成為滿滿一瓶。液量不足時,可以添加除掉空氣的水,然後密封暫時放置。
當氫氧化亞鐵在瓶底部沉澱出來之後,用虹吸管慢慢地將上層澄清液抽出,然後沿著瓶壁慢慢地注加煮沸過的水。要反復進行這個操作,直至洗凈SO42-離子為止。如果洗滌時間過長,沉澱就有水解的危險,因此操作要快。可以將製得的含有白色沉澱的溶液上層澄清液舍棄,在氬氣或氮氣流中過濾,然後乾燥。迅速裝入帶塞的玻璃瓶中,密封儲存。
製法2:選用純硫酸亞鐵FeSO4·7H2O結晶(盡可能選擇顆粒大的、透明的),在預先通氮氣的條件下用煮沸冷卻過的不含氧氣的水溶解,以大約1.6mol/L的濃度為宜。准備約10L濃氫氧化鈉水溶液。這種溶液用不含氧的水配製。在攪拌下,向硫酸亞鐵溶液滴加氫氧化鈉溶液,沉澱沉降之後,用虹吸管將上層澄清液吸出,用無氧水反復洗滌。過濾後在室溫下乾燥。整個操作過程都要在純氮氣中進行。只要與空氣接觸,接觸處就變色。
實驗室製法
原理
① 製取硫酸亞鐵
用硫酸銅溶液和鐵反應,生成硫酸亞鐵和銅,反應方程式如下:
CuSO4+Fe==FeSO4+Cu (反應類型屬於置換反應)
② 製取氫氧化亞鐵
用製得的硫酸亞鐵溶液和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵沉澱和硫酸鈉,過濾便得氫氧化亞鐵,反應方程式如下:
FeSO4+2NaOH==Fe(OH)2↓+Na2SO4 (反應類型屬於復分解反應)
方法
在試管里注入少量新制備的硫酸亞鐵溶液,再向其中滴入幾滴煤油,用膠頭滴管吸取氫氧化鈉溶液,將滴管尖端插入試管里溶液液面下,逐滴滴入氫氧化鈉溶液,觀察現象。 另外,為使氫氧化亞鐵的制備成功,先將硫酸亞鐵溶液加熱,除去溶解的氧氣。
現象
滴入溶液到硫酸亞鐵溶液中有白色絮狀沉澱生成。白色沉澱放置一段時間,振盪後迅速變成灰綠色,最後變成紅褐色。
白色沉澱: Fe(OH)2;灰綠色沉澱: Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物;紅褐色沉澱:Fe(OH)3
改進
已知Fe(OH)2是白色絮狀沉澱,並極易被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3紅褐色沉澱。右圖為Fe(OH)2制備實驗的改進裝置,使用該裝置能在較長時間內觀察到生成的Fe(OH)2白色絮狀沉澱。
①A試管中反應開始時,打開止水夾,B試管中看到的現象是
導管口有氣泡產生
②為防止氧化和得到氫氧化亞鐵白色絮狀沉澱下一步
夾緊止水夾
③生成氫氧化亞鐵的化學方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4