第八单元课题3-1金属资源的利用与保护(一)第一课时【2012人教版】

第八单元课题3第一课时金属资源的利用和保护金属活动性顺序及其应用规律金属元素在自然界中的存在

金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）以单质形式存在；其余的金属都以化合物形式存在AuAg赤铁矿（主要成分是Fe2O3

）菱铁矿（主要成分是FeCO3

）图8-18常见的矿石硫铁矿(主要成分是FeS2

)磁铁矿（主要成分是Fe3O4）辉铜矿（主要成分是Cu2S）

黄铜矿（主要成分是CuFeS2）铝土矿主要成分是Al2O3

图8-18常见的矿石

我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要志地位。但由于人口众多，人均拥有量约为世界人均水平的1／3，居世界第80位。

大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。一、铁的冶炼为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。1949年，我国的钢产量只有15．8万吨，居世界第26位；1996年，我国的钢产量首次突破1亿吨，居世界前茅。一、铁的冶炼

现象

分析

反应式尾气处理红色的粉末逐渐变成黑色，试管中的澄清石灰水变浑浊。一氧化碳还原氧化铁生成铁粉与二氧化碳1、实验室用一氧化碳还原氧化铁①用燃着的酒精灯将尾气点燃②用气球收集尾气Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温证明产物中有铁粉的方法是：

用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)一、铁的冶炼（3）实验步骤：1、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、通入一氧化碳气体5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边酒精灯（4）注意事项：实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时CO不纯发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续通CO至玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。一、铁的冶炼1、实验室用一氧化碳还原氧化铁

排除装置内的空气，防止混合后加热时发生爆炸。实验透视：1.实验开始时先通CO，后加热的目的是

2.实验结束后先停止加热，后停止通CO的目的是3.硬质玻璃管内的现象是____________________。4.石灰水有何变化______________________。5.这个反应______(填“是”或“不是”)置换反应。不是红色固体变成黑色固体澄清的石灰水变浑浊防止生成的铁在高温时被氧化。一、铁的冶炼1、实验室用一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底;氢气存储和运输困难，成本更高。想一想

焦炭和氢气也可以用来还原铁，但为什么选一氧化碳这种物质来炼铁呢？一、铁的冶炼1、实验室用一氧化碳还原氧化铁⑵.原料：铁矿石、焦炭、石灰石(空气)赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)⑷.焦炭作用：提供热量、生成还原剂一氧化碳．C+O2CO2点燃C+CO22CO高温石灰石作用：将铁矿石中的SiO2变成炉渣除去．⑴.原理：高炉⑶.设备：

在高温条件下，利用还原剂CO把铁从铁矿石中还原出来．Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

高温Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2高温一、铁的冶炼2、工业炼铁

在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。一、铁的冶炼3、有关含杂质物质的计算纯净物的质量=混合物的质量х纯度=混合物的质量х（1-杂质的质量分数）蓝铜矿黄铁矿砷铜铅矿和方解石包裹的翠铜矿一、铁的冶炼3、有关含杂质物质的计算方法1例题:用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁的质量是多少?解:设理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量为x。

1602×561000t×80％x·96%

1602×561000t×80％x·96%x=2×56×1000t×80％

160×96%=583t答：理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量为583t

。Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2高温一、铁的冶炼3、有关含杂质物质的计算方法2用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量赤铁矿石→氧化铁→铁→生铁1000t×80%×70%÷96%=583.3t一、铁的冶炼3、有关含杂质物质的计算方法3例题2：5.8g某铁样品与足量的稀硫酸反应(杂质为碳,不与酸反应)产生氢气的质量为0.2g,则此铁样品中铁的质量分数为多少？此铁样是钢还是生铁?解：设此样品中铁的质量为x562x0.2g562x0.2gx=0.2g×562=5.6g答：此铁样中铁的质量分数为96.55%，是生铁．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑

样品中铁的质量分数=5.6g5.8g×100%=96.55%

样品中碳的质量分数=1-96.55%=3.45%∴是生铁一、铁的冶炼3、有关含杂质物质的计算一、铁的冶炼3、有关含杂质物质的计算解：练习：一、铁的冶炼3、有关含杂质物质的计算2、冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少？解：练习：焦炭

A

B铁①高温过量空气②高温焦炭③高温赤铁矿石2.某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石(主要含有Fe2O3

)、焦炭、空气等，主要反应过程如下图示：⑴炼铁厂用于炼铁的主要设备是：＿＿＿＿。⑵在上述框图中A、B所对应的有关反应生成物的化学式分别是：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。⑶写出上述反应的化学方程式。①＿＿＿＿＿＿＿＿＿；②＿＿＿＿＿＿＿＿＿③＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑷在此过程中，焦炭的作用是＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。高炉一氧化碳产生一氧化碳提供热量二氧化碳点燃C+O2CO2高温C+CO22COFe2O3+3CO2Fe+3CO2高温巩固与练习１．为了测定黄铜（铜锌合金）中铜的质量分数，取20g黄铜加入足量稀硫酸产生0.4g氢气，求黄铜中铜的质量分数．２．用磁铁矿(主要成分Fe3O4)炼铁，要得到含杂质4%的生铁192t，则理论需要含Fe3O4

80%磁铁矿石多少吨？３．某钢铁厂每天消耗2000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以炼出含铁98%的生铁多少吨？巩固与练习2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。

（1）写出图中标有序号的仪器名称①

，②

。

(2)实验过程中，先要进行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加热Ⅱ．通一氧化碳

(3)A中反应的化学方程式是。

B中反应的化学方程式是

，

B中观察到的现象是_______________

。

(4)该装置的不足之处是

。铁架台试管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水变浑浊①②巩固与练习3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu约6000年前约200年前约600年前约2500年前⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是

；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是

。①铝的密度小②铝很活泼③地壳中铝的含量高④铝的表面易生成致密的保护膜②①④巩固与练习⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式

；能证明产物中有铁粉的方法是：