课题三金属资源的利用与保护(课时1)

1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料第一课时第一课时 金属资源、铁的冶炼及含杂质的计算金属资源、铁的冶炼及含杂质的计算课题三课题三 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护学习目标：学习目标：1、知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解、知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。从铁矿石中将铁还原出来的方法。2、会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或、会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关的计算。生成物进行有关的计算。会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关的计算。成物进行有关的

2、计算。重点重点：金属来源下面的矿物，金属来源下面的矿物，用来冶炼金属的矿物叫用来冶炼金属的矿物叫矿石矿石。自然金自然铂自然银 磁铁矿（主要成分：Fe3O4)黄铁矿：主要成分菱铁矿（主要成分是FeCO3） 铝土矿（主要成分是Al2O3）辉铜矿（主要成分是Cu2S） 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O磁铁矿磁铁矿（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤铁矿赤铁矿（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）黄铁矿（黄铁矿（主要成分主要成分FeSFeS2 2）菱铁矿（菱铁矿（主要成分主要成分FeCOFeCO3 3）想一想想一想： 假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种假如你

3、是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石适宜作为工业炼铁的原料？矿石适宜作为工业炼铁的原料？ 70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%元素名称元素名称质量分数质量分数%元素名称元素名称质量分数质量分数%铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2. 74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005( (地壳中含量最多的金属是地壳中含量最多的金属是铝铝) )金属元素在地壳中含量：金属元素在地壳中含量：我国的钨、我国的钨、 钼、钼、 钛、钛、 锡、锡、 锑等储量居世界前列锑等储量居世界前列. . 铜、铜、 铝、铝、 锰等储量在世界

4、也占重要地位锰等储量在世界也占重要地位. .一、铁的冶炼一、铁的冶炼1、原料：焦炭、石灰石、铁矿石焦炭、石灰石、铁矿石黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O42、原理： 在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温现象现象分析分析方程式方程式尾气处理尾气处理红色的红色的Fe2O3变成黑色，同时产生变成黑色，同时产生的气体的气体使澄清的石使澄清的石灰水变浑浊灰水变浑浊一氧化碳还

5、原氧化铁一氧化碳还原氧化铁, ,生成铁粉生成铁粉( (黑色黑色) )与二氧化碳与二氧化碳1.1.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气【实验实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温证明产物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡 )实验步骤：1、连接装置，检查装置气密性。2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、点燃右边酒精灯4、先通入一氧化碳气体，再点燃酒精喷灯给氧化铁加热5、观察现象6、实验结束时先停止加热，直至玻璃管冷却再停止

6、通入一氧化碳。红色红色（氧化铁）粉末逐渐变成（氧化铁）粉末逐渐变成黑色黑色，同时澄清的石灰水逐渐同时澄清的石灰水逐渐变浑浊变浑浊。实验现象：实验现象：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O防止一氧化碳与空气混合受热爆炸.防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。 CO “早来晚走 ”酒精灯 “迟到早退”一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁FeFe2 2O O3 3 + 3 + 3COCO = 2Fe + 3CO = 2Fe + 3CO2 2 高温高温2011年全国钢产量近年全国钢产量近7亿吨亿吨 上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：高

7、炉炼铁图：将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣转变为炉渣点燃点燃 C + O2 = CO2高温高温 C + CO2 = 2CO（FeFe2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出渣口出渣口 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温高炉气体高炉气体高炉气体高炉气体 产生一氧化碳产生一氧化碳 提供热量提供热量二、含杂质的物质的方程式计算二、含杂质的物质的方程式计算m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度m(不纯不纯) = m(纯纯) / 纯度纯度化学方程式所表达的都是纯净物发生变化时的质量关系 纯度= m(纯) /m(不纯 )纯度=1-杂质%例题：例题：用

8、用1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上可以炼出的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁含铁96%96%的生铁的质量的生铁的质量是是多少吨？多少吨？分析：分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量： 赤铁矿石赤铁矿石 氧化铁氧化铁 铁铁 生铁生铁解解2:2:设每天可炼出的设每天可炼出的生铁生铁质量为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t 1000t80% 80% X X96% 96% 160 112 160

9、112 800t800t X X96% 96% X = X = 583t583t答：略答：略高温高温解解1:1:设每天以炼出的设每天以炼出的铁铁质量为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t X 1000t X 160 112 160 112 1000t X 1000t X X = 700t X = 700t答：略答：略高温高温80% 800t560t560t生铁的质量生铁的质量= =560t/96%560t/96%= =583t583t你有哪些收获？你有哪些收获？1.金属

10、在自然界的存在形态有：金属在自然界的存在形态有：单质、化合物单质、化合物2.炼铁原料：炼铁原料： 铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气3.炼铁的主要原理：炼铁的主要原理：高温3CO+Fe2O3 2Fe+3CO24.含杂质问题的计算要点：含杂质问题的计算要点：混换纯代方程混换纯代方程一地球上的金属资源除少数很不活泼的金属有单质形式存一地球上的金属资源除少数很不活泼的金属有单质形式存在外，其余都以在外，其余都以_形式存在。形式存在。二工业上把能用来提炼金属的矿物叫做二工业上把能用来提炼金属的矿物叫做_。赤铁矿。赤铁矿的主要成分是的主要成分是_，铝土矿的主要成分是，铝土矿的主要成分是

11、_，辉铜，辉铜矿的主要成分是矿的主要成分是_。化合物 矿石 Fe2O3 Al2O3 Cu2S 三、实验室一氧化碳还原氧化铁三、实验室一氧化碳还原氧化铁1仪器：铁架台仪器：铁架台(2 个个)、硬质玻璃管、单孔橡皮塞、硬质玻璃管、单孔橡皮塞(2 个个)、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮塞、导气管。酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮塞、导气管。2药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体。药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体。3装置图装置图4步骤：步骤：(1)检验装置的检验装置的_；(2)装入药品并固定；装入药品并固定；(3)向玻璃管内通入一氧化碳气体；向玻璃管内通入一氧化碳气体；(4)给氧化铁

12、加热；给氧化铁加热；(5)停止停止_；(6)停止停止_。5现象：现象：(1)玻璃管内的粉末由玻璃管内的粉末由_色逐渐变为色逐渐变为_色。色。(2)试管内石灰水变试管内石灰水变_，证明有，证明有_生成。生成。6 化学方程式：化学方程式：_ ； Ca(OH)2 CO2=CaCO3H2O；除去尾气反应：；除去尾气反应：_。气密性气密性 加热加热 通入一氧化碳通入一氧化碳 红红 黑黑 浑浊浑浊 CO2 3COFe2O3 2Fe3CO2 高温高温2COO2 2CO2点燃点燃7注意事项注意事项(1)CO 早出晚归：早出：先用早出晚归：早出：先用 CO 赶出试管内的赶出试管内的_防止爆炸；晚归：结束时，停止加热，继续通入防止爆炸；晚归：结束时，停止加热，继续通入 CO 至玻璃管至玻璃管冷却，防止生成的铁冷却，防止生成的铁_。(2)酒精灯迟到早退：酒精灯迟到早退：CO 先通气后，再用酒精灯加先通气后，再用酒精灯加热；实热；实验完毕后，酒精灯要先撤离再停止通气。验完毕后，酒精灯要先撤离再停止通气。8尾部酒精灯的作用：尾部酒精灯的作用：_。空气空气 再次被氧化再次被氧化 点燃点燃CO以防止以