金属资源的利用和保护()

金属资源的利用和保护()金属活动性顺序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱第2页,共23页，2024年2月25日，星期天金属元素在自然界中的存在形式第3页,共23页，2024年2月25日，星期天地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,一.金属的存在：自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银金属元素在自然界中的存在形式其余都以化合物形式存在。第4页,共23页，2024年2月25日，星期天元素名称质量分数%元素名称质量分数%铝7.73镁2.00铁4.75锌0.008钙3.45铜0.007钠2.74银0.00001钾2.47金0.0000005地壳中含量最多的金属是铝金属元素在地壳中含量资料第5页,共23页，2024年2月25日，星期天赤铁矿（主要成分是Fe2O3

）菱铁矿（主要成分是FeCO3

）图1-17常见的金属矿石磁铁矿（主要成分是Fe3O4）工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。常见的金属矿石如图所示。第6页,共23页，2024年2月25日，星期天

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1-17常见的金属矿石第7页,共23页，2024年2月25日，星期天

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地位。

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。第8页,共23页，2024年2月25日，星期天铁矿石

铁第9页,共23页，2024年2月25日，星期天早在春秋战国时期，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。我国古代炼铁图二.铁的冶炼第10页,共23页，2024年2月25日，星期天图1-19我国为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票第11页,共23页，2024年2月25日，星期天图1-22宝钢炼铁高炉第12页,共23页，2024年2月25日，星期天1、原料：2、原理：在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳，把铁从铁矿石里还原出来。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温铁矿石、焦炭和石灰石。二.铁的冶炼3、设备：高炉第13页,共23页，2024年2月25日，星期天设备：高炉铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温CO2＋C

2CO高温C

+

O2

CO2

高温第14页,共23页，2024年2月25日，星期天工业上炼铁时各物质的作用：石灰石：焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，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。将矿石中的二氧化硅转变为炉渣第15页,共23页，2024年2月25日，星期天CO2+C=2CO高温3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高温C+O2==CO2高温CaO+SiO2==CaSiO3高温CaCO3==CaO+CO2高温提供热量提供还原剂造渣，除去二氧化硅第16页,共23页，2024年2月25日，星期天CO还原氧化铁的实验如图所示，在硬质试管中加入少量红色的氧化铁粉末，先通入CO，后加热，观察发生的现象。第17页,共23页，2024年2月25日，星期天如图所示，在硬质试管中加入少量红色的氧化铁粉末，先通入CO，后加热，观察发生的现象。操作步骤：1、检查装置气密性2、检验气体纯度，通入纯净的CO，点燃酒精灯，再点燃酒精喷灯3、实验结束时，先熄灭酒精喷灯，继续通CO至硬质玻璃管冷却，停止通CO，熄灭酒精灯。第18页,共23页，2024年2月25日，星期天思考：1、先通CO，后加热的目的是什么？排尽装置中的空气，防止加热CO和空气的混合气体发生爆炸2、为什么反应后，须待硬质玻璃管冷却后再停止通CO防止生成的铁再次被氧化，还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。3、为什么装置的后面还要用点燃的酒精灯？除去尾气中的CO，防止污染空气第19页,共23页，2024年2月25日，星期天CO还原氧化铁的实验如图所示，在硬质试管中加入少量红色的氧化铁粉末，先通入CO，后加热，观察发生的现象。化学方程式红色固体变成黑色，导管口有气泡产生，无色液体变白色浑浊（右侧导管口火焰呈蓝色、放热）实验现象Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温第20页,共23页，2024年2月25日，星期天三、有关杂质问题的计算

在实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质，故在计算用料和产量时应考虑杂质问题。

第21页,共23页，2024年2月25日，星期天例：用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少t?解：设理论上可以炼出的纯铁质量为x1602×561000t×80％X1601000tX80%2×56XX=560t答：可以炼出纯铁560t。3CO+Fe2O32Fe+3CO2如果炼出含铁96%的生铁多少t？生铁的质量560t÷96%=583t可以炼出生铁583t。第22页,共23页，2024年2月25日，星期天解题过程二解：设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x。

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1000t×80%

x·96％x=583t答：理论上可炼出含铁96％的生铁583t。

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