课题3_金属资源的利用和保护

1、1、让学生了解地球上的金属资源，知道常见的金属如铁、铝、铜等矿物及其主要成分。2、让学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计算。3、掌握金属铁的冶炼原理及相关计算。 金属的存在形式金属的存在形式 金属资源的存在：除少数很不活泼的金属如金、金属资源的存在：除少数很不活泼的金属如金、银等有银等有单质单质形式存在外形式存在外, ,其余都以其余都以化合物化合物形式存在。形式存在。自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银赤铁矿赤铁矿（主要成分是（主要成分是Fe2O3）菱铁矿（菱铁矿（主要成分是主要成分是FeCO3）铝土矿铝土矿（

2、主要成分是（主要成分是Al2O3）黄铜矿黄铜矿（主要成分是（主要成分是CuFeS2 ）辉铜矿辉铜矿（主要成分是（主要成分是Cu2S ）工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。常见的矿石如下：常见的矿石如下：磁铁矿（主要成分磁铁矿（主要成分Fe3O4)一、铁的冶炼一、铁的冶炼 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。 炼铁的原理是利用炼铁的原理是利用一氧化碳一氧化碳与与氧化铁氧化铁的反应。在实验室的反应。在实验室里，可以利用下图

3、的装置进行实验。里，可以利用下图的装置进行实验。 炼铁的原理是利用炼铁的原理是利用一氧化碳一氧化碳与与氧化铁氧化铁的反的反应。在实验室里，可以应。在实验室里，可以利用下图的装置进行实利用下图的装置进行实验。验。1.红色粉末逐渐变成黑色。红色粉末逐渐变成黑色。化学方程式：化学方程式：232323COFeOFeCO高温2.澄清石灰水变浑浊。澄清石灰水变浑浊。实验现象：实验现象：装置装置B部分的作用是什么？部分的作用是什么？实验中还应注意什么问题？（反应时先通一氧化碳还是先加热？结束时实验中还应注意什么问题？（反应时先通一氧化碳还是先加热？结束时先停止通一氧化碳还是先停止加热？）先停止通一氧化碳还是

4、先停止加热？）BCO早出晚归，酒精喷灯迟到早退。早出晚归，酒精喷灯迟到早退。将未反应的将未反应的CO燃烧掉，防止污染空气。燃烧掉，防止污染空气。实验透视：实验透视：1实验开始时先通实验开始时先通CO，后加热的目的是，后加热的目的是_。2实验结束后先停止加热，后停止通实验结束后先停止加热，后停止通CO 的目的是的目的是_。3硬质玻璃管内的现象是硬质玻璃管内的现象是_。4石灰水有何变化石灰水有何变化_。5这个反应这个反应_(填填“是是”或或“不是不是”)置换反应。置换反应。排尽装置中的排尽装置中的空气，防止试管中的空气与空气，防止试管中的空气与 CO 混合加热时发生爆炸混合加热时发生爆炸不是不是防

5、止生成的铁在高温条件下又被氧化防止生成的铁在高温条件下又被氧化红色固体变成黑色固体红色固体变成黑色固体澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊 铁矿石炼成铁是铁矿石炼成铁是一个复杂的过程，把一个复杂的过程，把铁矿石铁矿石和和焦炭焦炭、石灰石灰石石一起加入到高炉，一起加入到高炉，在高温下，利用焦炭在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。里还原出来。 铁矿石炼成铁是铁矿石炼成铁是一个复杂的过程，把一个复杂的过程，把铁矿石铁矿石和和焦炭焦炭、石灰石灰石石一起加入到高炉，一起加入到高炉，在高温下，利用焦炭在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一与氧

6、气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。里还原出来。Fe2O33CO=2Fe3CO2铁的冶炼实验铁的冶炼实验1原理：炼铁发生的主要化学方程式为原理：炼铁发生的主要化学方程式为_高温2炼铁的原料：铁矿石、炼铁的原料：铁矿石、_、_和空气。和空气。焦炭的作用是焦炭的作用是_、_；石灰石；石灰石的作用是的作用是_。焦炭焦炭石灰石石灰石提供热量提供热量生成还原剂生成还原剂 CO将将 SiO2 转变为炉渣转变为炉渣巩固训练：巩固训练：1.1.在自然界中以单质形式存在的是（在自然界中以单质形式存在的是（ ）A A、铁、铁 B B、铝、铝 C C、镁、镁 D D、银、银2. 2. 常见

7、的铁矿石主要有：赤铁矿（主要成分是常见的铁矿石主要有：赤铁矿（主要成分是FeFe2 2O O3 3）、磁铁矿（主要成份）、磁铁矿（主要成份FeFe3 3O O4 4）、菱铁矿（主要成分为）、菱铁矿（主要成分为FeCOFeCO3 3）、黄铁矿（主要成分是）、黄铁矿（主要成分是FeSFeS2 2）。请你）。请你选出一种不适合用来炼铁的矿石（填序号）选出一种不适合用来炼铁的矿石（填序号） ，理由是，理由是： 。 3.3.某钢厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿某钢厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿( (主要成分是主要成分是FeFe2 2O O3 3) )、空气等，、空气等，主要反应过程如下所示：主要反

8、应过程如下所示：焦炭焦炭过量空气、高温过量空气、高温【A】焦炭、高温焦炭、高温【B】赤铁矿、高温赤铁矿、高温铁铁(1)(1)请在上面方括号中写出反应后生成物的化学式。请在上面方括号中写出反应后生成物的化学式。A A B B . .(2)(2)写出写出、两步反应的化学方程式。两步反应的化学方程式。 ， 。D黄铁矿中铁的含量较低，同时会生成黄铁矿中铁的含量较低，同时会生成SO2等有害气体污染环境。等有害气体污染环境。 黄铁矿黄铁矿CO2CO高温Fe2O33CO=2Fe3CO2CO2 + C = 2CO高温例题：用例题：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以的赤铁矿石，理论上可以

9、炼出含铁炼出含铁96的生铁的质量是多少的生铁的质量是多少 ?解：设理论上可以炼出含铁解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为x160 2561000t80 x96% 160 256 1000t80 x96%x = 583 t答：答：理论上可以炼出含铁理论上可以炼出含铁96的生铁的生铁583 t 。232323COFeCOOFe 高温混合物质量混合物质量=纯净物质量纯净物质量质量分数质量分数纯净物质量纯净物质量=混合物质量混合物质量质量分数质量分数练习：练习：要炼出要炼出1600 t1600 t含铁含铁9898的生铁，理论上需要的生铁，理论上需要8080的赤铁矿石的质量是多少的

10、赤铁矿石的质量是多少? ?解：设该厂理论上需要赤铁矿石的质量为解：设该厂理论上需要赤铁矿石的质量为X。232323COFeCOOFe 高温160 256x80% 1600t98 160 256 x80% 1600t98 = 2800t答：答：理论上赤铁矿石的质量为理论上赤铁矿石的质量为2800t 。x4、有、有1吨含吨含Fe2O3 80%的赤铁矿，可炼成含杂质的赤铁矿，可炼成含杂质2%的的 生铁多少吨？生铁多少吨？(结果保留结果保留2位小数位小数)解：设可以炼出含杂质解：设可以炼出含杂质2%的生铁质量为的生铁质量为x160 2561t80 x(1-2%) 160 256 1t80 x98%= 0.57t 答：答：理论上可以炼出含铁理论上可以炼出含铁96的生铁的生铁0.57 t 。232323COFeCOOFe 高温x学完本课你有哪些收获？还有什么疑问吗？学完本课你有哪些收获？还有什么疑问吗？6.6.冶炼冶炼2000t2000t含杂质含杂质3% 3% 的生铁，需要含的生铁，需要含FeFe3 3O O4 4 90%90%的的磁铁矿的质量是多少磁铁矿的质量是多少? ?解：设需要解：设需要含含Fe3O4