㈠ 金属的冶炼方法有哪几种
常见金属冶炼方法
1.汞:热分解法:2HgO(s)=加热=2Hg(l)+O2(g);
2.铜:置换法:CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 (湿法炼铜);
3.铝:电解法:2Al2O3=通电=4Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物);
4.镁:电解法:MgCl2(熔融)=通电=Mg(s)+Cl2(g);
6.钠:电解法:2NaCl=通电=2Na+Cl2(g);
7.钾:原理是高沸点金属制低沸点金属:Na+KCl=(高温,真空)=K+NaCl;
8.铁:热还原法:2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑。
9.高炉炼铁:Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
(1)制备新铁用什么方法扩展阅读:
人类从很早就开始炼铁了。早期冶炼出的铁叫作块炼铁,它呈固体,夹杂着很多非金属杂质。当冶炼技术提高后,人类冶炼出了生铁。与块炼铁相比,生铁呈液态,可以浇铸成型,非金属杂质比较少,产量和质量都有了大幅提高。从块炼铁到生铁的冶炼是炼铁技术史上的一次飞跃。
我国的冶铁技术大约出现在西周(公元前1046年~公元前771年)时期,冶炼出生铁使我国成为世界上最早发明和使用生铁的国家。而欧洲许多地方的古人,虽然早于我国冶炼出了块炼铁,却经过了漫长的发展,直到公元14世纪才冶炼出了生铁。
冶铁少不了空气的参与,鼓入炉内的大量空气可以使炉火燃烧得更旺,也可以提高化学反应的速率,促进铁的提纯。水排是我国古代冶铁用的水力鼓风装置。
我国古代的鼓风器叫橐(tuó)。好几个橐排成一排,就叫排橐。早期的排橐动力来源于马或人,非常费力。东汉年间,南阳太守杜诗在总结劳动人民经验的基础上,发明了水排。
水排的发明是冶铁技术上的一大进步,它加大了炉内的进风量,有效地提高了冶炼温度。同时还可以扩大炉缸,加高炉身,增加有效容积,从而大大地提高了生产能力,最终促进了生铁的冶炼。
㈡ 工业制铁有什么方法
将金属铁从含铁矿物(主要为铁的氧化物)中提炼出来的工艺过程,主要有高炉法,直接还原法,熔融还原法,等离子法。
高炉炼铁是指把铁矿石和焦炭,一氧化碳,氢气等燃料及熔剂(从理论上说把活动性比铁的金属和矿石混合后高温也可炼出铁来)装入高炉中冶炼,去掉杂质而得到金属铁(生铁)。 其反应式为: Fe2+3CO==2Fe+3CO2(高温) Fe3O4+2CO==3Fe+2CO2(高温) C+O2==CO2(高温) C+CO2==2CO(高温)
㈢ 工业上冶炼各种金属都用什么方法
根据金属的活动性顺序不同,工业上制取的方法也是各不相同。
(一)制取非常活泼的金属,如金属钾,钙,钠,镁,铝等,由于它们金属性还原性都太强,一般化学试剂很难把它们还原出来,工业上一般采用电解金属形成的盐或氧化物 氯化钾,氯化钙,氯化钠,氯化镁,氧化铝的熔融物(不能有水,否则制取的金属太活泼,会与水反应),得到金属钾,钙,钠,镁,铝。因为电解质除了在水溶液中可以形成自由正,负离子,在熔融时也能形成可以自由移动的正,负离子,也就是说,这五种熔融的盐中分别含有K+,Ca2+,Na+,Mg2+,Al3+和 Cl-,O2- 。电解熔融盐或氧化物和电解盐溶液类似,拿电解氯化钠熔融物作解说,根据电解的原则,负极有大量的电子吸引正离子Na+过去得电子变成金属钠单质。(2NaCl(熔融) =电解= 2Na↓ + Cl2↑),不过电解的成本很高。
但是,金属钾的金属性和还原性极强,电解其熔融盐需要耗去大量的电,比上述几种金属电解耗去的电多很多,生产成本相当高,所以工业上一般不采用电解法制取金属钾,由于金属钠的沸点比钾的沸点高,利用高沸点金属制取低沸点金属,用熔融的金属钠和熔融的氯化钾置换出金属钾,由于温度过高,达到钾的沸点,金属钾以蒸气的形式出来。注意金属钾的金属性比钠强,反应是可逆的,要把置换出的钾蒸气立即导出反应容器,减小容器中钾蒸气的含量,使反应向正方向进行。
(1)金属钾
Na(熔融) + KCl(熔融) =可逆= NaCl + K(蒸气)
(2)金属钙
CaCl2(熔融)=电解= Ca + Cl2↑
(3)金属钠
2NaCl(熔融) =电解= 2Na↓ + Cl2↑
(4)金属镁
MgCl2(熔融)=电解= Mg + Cl2↑
(5)金属铝
2Al2O3(熔融)=电解= 4Al + 3O2↑
(二)制取活泼性一般的金属,如金属锌,铁,铜等。工业上一般采用还原剂把金属从它的氧化物或盐溶液中还原出来,拿铁来解说,如果是铁的氧化物,则常用金属铝单质或者一氧化碳,氢气等还原剂把铁还原出。(Fe2O3 + 3CO =高温= 2Fe + 3CO2)。如果是铁的盐溶液,则用比铁还原性强的金属如铝(Al + FeCl3 = Fe + AlCl3)
(1)金属锌
火法冶锌:ZnO + CO =高温= Zn + CO2
湿法冶锌:Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn
(2)金属铁
火法冶铁:Fe2o3 + 3CO =高温= 2Fe + 3CO2 或者 Al + Fe2O3 =高温= Fe + Al2O3
湿法冶铁:Al + FeCl3 = Fe + AlCl3
(3)金属铜,
火法冶铜:CuO + H2 =△= Cu + H2O
湿法冶铜:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
(三)制取不活泼的金属,如金属汞,银等。工业上一般加热金属氧化物使其分解成金属单质和氧气。拿金属汞解说,在加热的条件下使氧化汞分解
(1)金属汞
2HgO =△= 2Hg + O2↑
(2)金属银
Ag2O =△= 2Ag + O2↑
综上所述,工业上制取非常活泼的金属,一般采用电解金属盐或金属氧化物的熔融物(制取金属钾用比钾沸点高的金属钠的熔融物从熔融的氯化钾中置换出来)。制取活泼性一般的金属一般采用还原剂把金属从它的氧化物或盐溶液中还原出来。制取不活泼的金属,一般采用直接加热金属氧化物使其分解成金属单质得到。
电解法耗能最多,不经济;热还原法其次;热分解法需要的温度比较低,耗能最小,能用热分解冶炼出的金属就尽量用此法。就是说基本上所有的金属都能通过电解法制的,但浪费了电能,不经济,所以工业上冶炼金属的原则是尽量用耗能最小的,最经济的方法。
㈣ 怎么提纯铁
日本开发提炼高纯铁的新方法
日本科学家使用负离子交换法成功地提炼出纯度为99.9999%的铁,这不仅简化了工序,他说:想发财就去万通商联找优质供货商!序,节省了成本,还使得铁在光学半导体材料领域中受到青睐。
据日本报纸报道,日本东北大学的一色实教授曾经使用溶媒提取法和负离子交换法开发出纯度为99.9997%的高纯度铁。在此基础上,一色实教授又开发出了新的工艺,即把一般的电解铁溶解在盐酸水溶液中,使之通过填充了负离子交换树脂的氯乙烯圆柱体以还原为铁,然后再使用氢等离子体除去氧气等杂质,结果获得了纯度为99.9999%的铁。这种方法由于在负离子交换过程中控制了杂质元素在水溶液里的价数而无需使用溶媒去杂,因而可简化制造工艺,大大降低制造成本。
高纯度金属是把所有的杂质减少到最低限度的金属,是今后研究开发高性能半导体元件等所不可缺少的材料。
新工艺被称为是一种“最适合于进行大批量生产的简单工艺”,而且由于铁本身无毒,资源丰富,价格低廉,并且铁硅化物能够用来制造红外线领域的发光元件,因此科学家们正在把高纯度的铁作为一种光学半导体材料加以研究开发。
㈤ 氧化铁的制备方法
制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,易于作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。 FeSO₄+2NaOH→Fe(OH)₂+Na₂SO₄
4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃
4FeSO₄+4H₂O+O₂→2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄
Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑
将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量氢氧化钠溶液反应(要求碱过量 0.04~0.08g/ml),在常温下通入空气,使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶体溶液,作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体,以硫酸亚铁为介质,通入空气,在75~85℃,在金属铁存在下,硫酸亚铁与空气中氧气作用生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,这样循环至整个过程结束,生成红色氧化铁。
在空气中灼烧亚铁化合物或氢氧化铁等可得三氧化二铁。
4Fe3O4+O2高===温6Fe2O3
在潮湿的空气中,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的H+和OH-,还溶解了氧气,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳(因钢铁不纯)恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化:
负极:2Fe_4e-=2Fe2+
正极:2H2O+O2+4e-=4OH-
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。
在此之后继续反应:
Fe2+2OH-=Fe(OH)₂
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3·nH2O+3H2O
在初中的化学里,可用盐酸(HCl)来除铁锈。
方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 硝酸与铁屑反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶、脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,在经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。4Fe(NO₃)→2Fe₂O₃+12NO2↑+3O2↑ Fe2O3·nH2O→Fe2O3+nH2O;先制得透明氧化铁黄(制法参见透明氧化铁黄),经煅烧脱水,制得透明氧化铁红。其2α-FeOOH==△==2α-FeSO3+H2O。
采用中和沉淀法。先制得氧化铁黑,再高温灼烧制得透明氧化铁线。将0.5mol/L浓度的FeCl3·6H2O溶液加热沸腾水解至红棕色胶粒出现为止(溶液1)。取与溶液1等体积的0.25mol/L的FeCl₂溶液(由金属铁与盐酸作用制得),用稀氨水调至白色沉淀不再消失为止(溶液2)。将溶液1和溶液2合并,搅拌,并加入适量的羟基羧酸络合剂和缓冲剂,维持恒温80℃。随反应的进行,不断有黑色Fe3O4生成。反应结束,将Fe3O4结晶转移至pH8、含有为Fe3O4质量比为10%~20%的油酸钠溶液中进行表面处理,搅拌悬浊液,恒温80℃,0.5h后将悬浊液用稀盐酸(1:3)调pH=6~6.5,将Fe3O4油酸吸附包覆物(黑色絮凝体)抽滤,热水搅洗数次,50~60℃真空烘干,制得疏松的粉体Fe3O4。将上述油酸包覆的Fe3O4慢速升温至550~600℃焙烧0.5h,得到均匀分散的透明铁红α-Fe2O3微粒子。
由天然黄铁矿制得。由硫酸亚铁或草酸铁经风化得硫酸铁,再经煅烧而得。由氢氧化铁脱水而得。制造硫酸、苯胺、氧化铝等过程中的副产物。由碳酸铁、硝酸铁等经强热而得。硫酸亚铁加热至650℃以上而得。
云母赤铁矿法:云母赤铁矿石精选后,经湿球磨机磨成精矿粉,脱水,烘干,冷却,粉碎至325目,过筛,制成云母氧化铁。
硫酸亚铁氧化法:将硫酸与铁屑反应制得硫酸亚铁,除砷及重金属,经氧化而得。流程参见氧化铁黄。
制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,适宜作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。湿法将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量烧碱溶液反应(要求碱过量0.04~0.08 g/ml),在常温下通入空气使之全部变成红棕色的氢氧化铁胶体溶液,在金属铁存在的条件下,硫酸亚铁与空气中氧作用,生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用,重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,如此循环到整个过程结束,生成氧化铁红。其干法硝酸与铁片反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶,脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,再经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。其4Fe(NO3)3==△==2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑Fe2O3+n H2O==△==Fe2O3+nH2O
㈥ 中学常见金属的制取方法
钾 钙 钠 镁 铝 锌 均使用电解法;铁 锡 铅 铜 均使用热还原法,还原剂一般为煤、煤气或水煤气;汞 银 铂 金 均较稳定,直接加热即可,称为热分解法。
希望我的回答对你有所帮助,希望采纳,谢谢!
㈦ 氢氧化铁的制备方法
1、胶体制备:
取一个小烧杯,加入25 mL蒸馏水,将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾。向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴饱和氯化铁溶液。继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。此时即可制得氢氧化铁胶体。
2、固体沉淀制备:
在试管里注入少量氯化亚铁溶液,再逐滴滴入氢氧化钠溶液,观察现象。
有红褐色沉淀产生。若注入氢氧化钠溶液在液面以下而且有大量硫酸根存在,会生成白色氢氧化亚铁沉淀,转瞬形成灰绿色沉淀(但绝对不是Fe6(SO4)2(OH)4O3或不只是它,实验证明,有BaCl2存在仍然生成灰绿色沉淀),最后还会氧化成Fe(OH)3氢氧化铁红色沉淀。
性质:
具有两性但其碱性强于酸性,新制得的氢氧化铁易溶于无机酸和有机酸,亦可溶于热浓碱。
低于500摄氏度时完全脱水成氧化铁。加热分解。氢氧化铁在烘干时易分解,但温度不高时不完全,也就是逐渐失水。但在低于500℃时能达到完全脱水成氧化铁。没有一个明确的失水分解温度。
由可溶性铁盐溶液加氨水沉淀来制取氢氧化铁或由氯化铁、硝酸铁溶液加入氨水沉淀而制得。其粒子大小在1 nm到100 nm之间时会形成胶体。胶状沉淀的水合氧化铁有较强的吸附性能。
㈧ 制取铁粉的主要还原方法有哪些,各自的优缺点是什么
大发冶金公司从事还原铁粉和散装炉料生产二十余年官方回答:主要还原方法以及优点:
随着我们使用铁粉的领域增加,我们对铁粉的需求也变得越来越多,但是有的制造铁粉的方法是非常昂贵的,这要求我们要采取一种简单方便的方法来制造铁粉,于是人们想出了还原法来制造铁粉,其生产工艺日臻成熟并获得长足发展,其主要原因有哪些方面呢?
1、天然气的大量开发利用,特别是高效率天然气转化法的采用,提供了适用的还原煤气,使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。
2、电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要,大大扩展了对海绵铁的需求。
3、选矿技术提高,可提供大量高品位精矿,矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度,从而简化了直接还原技术。
我们使用还原法制造铁粉的方法还有两大类,分气基法和煤基法两大类。前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体,作为还原剂,在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。后者是用煤作还原剂,在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原,主要有FASMET法等。
直接还原法的优点有:
(1)流程短,直接还原铁加电炉炼钢;
(2)不用焦炭,不受炼焦煤短缺的影响;
(3)污染少,取消了焦炉、烧结等工序;
(4)海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低,有利于电炉冶炼优质钢种。但是2者之间又有一定的数据互通。
㈨ 铁是怎么做成的
铁是一种金属元素,原子序数26,单质化学式:Fe。纯铁是白色或者银白色的,有金属光泽。
制备方法:
单质铁的制采用冶炼法。以赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿(Fe3O4)为原料,与焦炭和助溶剂在熔矿炉内反应,焦炭燃烧产生二氧化碳(CO2),二氧化碳与过量的焦炭接触就生成一氧化碳(CO),一氧化碳和矿石内的氧化铁作用就生成金属铁。加入CaCo3在高温下生成CaO除去铁矿石中的SiO2,生成CaSiO3(炉渣)[6] 。
C+O₂=点燃=CO₂(提供热量和CO₂)
高炉炼铁图
CO₂+C=高温=2CO
Fe₂O₃+3CO=高温=2Fe+3CO₂
Fe₃O₄+4CO=高温=3Fe+4CO₂
CaCO3=高温=CaO+CO2↑
SiO2+CaO=CaSiO₃
钢铁提炼过程:
一、铁矿石开采和加工;
二、采煤炼焦炭;
三、高炉炼铁;
四、炼铁成钢;
五、铸造钢坯;
六、钢坯轧制成材;
七、锻造钢材。
㈩ 氢氧化亚铁的制备方法
工业制法
氢氧化亚铁的制造通常是向亚铁盐溶液中添加碱金属氢氧化物,由于容易被氧化,所以必须在惰性气氛(例如氮气、氩气)中进行。纯Fe(OH)2虽是白色的,但被氧化时则从绿色变为深绿色。
制法1:用煮沸充分去掉溶解于其中的空气后的水,来配制硫酸亚铁和氢氧化钠的稀水溶液。将硫酸亚铁溶液装入小口瓶里,向其中注加氢氧化钠水溶液,使正好成为满满一瓶。液量不足时,可以添加除掉空气的水,然后密封暂时放置。
当氢氧化亚铁在瓶底部沉淀出来之后,用虹吸管慢慢地将上层澄清液抽出,然后沿着瓶壁慢慢地注加煮沸过的水。要反复进行这个操作,直至洗净SO42-离子为止。如果洗涤时间过长,沉淀就有水解的危险,因此操作要快。可以将制得的含有白色沉淀的溶液上层澄清液舍弃,在氩气或氮气流中过滤,然后干燥。迅速装入带塞的玻璃瓶中,密封储存。
制法2:选用纯硫酸亚铁FeSO4·7H2O结晶(尽可能选择颗粒大的、透明的),在预先通氮气的条件下用煮沸冷却过的不含氧气的水溶解,以大约1.6mol/L的浓度为宜。准备约10L浓氢氧化钠水溶液。这种溶液用不含氧的水配制。在搅拌下,向硫酸亚铁溶液滴加氢氧化钠溶液,沉淀沉降之后,用虹吸管将上层澄清液吸出,用无氧水反复洗涤。过滤后在室温下干燥。整个操作过程都要在纯氮气中进行。只要与空气接触,接触处就变色。
实验室制法
原理
① 制取硫酸亚铁
用硫酸铜溶液和铁反应,生成硫酸亚铁和铜,反应方程式如下:
CuSO4+Fe==FeSO4+Cu (反应类型属于置换反应)
② 制取氢氧化亚铁
用制得的硫酸亚铁溶液和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠,过滤便得氢氧化亚铁,反应方程式如下:
FeSO4+2NaOH==Fe(OH)2↓+Na2SO4 (反应类型属于复分解反应)
方法
在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液,再向其中滴入几滴煤油,用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面下,逐滴滴入氢氧化钠溶液,观察现象。 另外,为使氢氧化亚铁的制备成功,先将硫酸亚铁溶液加热,除去溶解的氧气。
现象
滴入溶液到硫酸亚铁溶液中有白色絮状沉淀生成。白色沉淀放置一段时间,振荡后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
白色沉淀: Fe(OH)2;灰绿色沉淀: Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物;红褐色沉淀:Fe(OH)3
改进
已知Fe(OH)2是白色絮状沉淀,并极易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3红褐色沉淀。右图为Fe(OH)2制备实验的改进装置,使用该装置能在较长时间内观察到生成的Fe(OH)2白色絮状沉淀。
①A试管中反应开始时,打开止水夹,B试管中看到的现象是
导管口有气泡产生
②为防止氧化和得到氢氧化亚铁白色絮状沉淀下一步
夹紧止水夹
③生成氢氧化亚铁的化学方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4