83金属资源的利用和保护解析

Ⅰ．加热 Ⅱ．通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是
Fe2O3+3CO
高温
===
2Fe+3CO2
。
B中反应的化学方程式是 Ca(OH)2+CO2===CaCO，3↓+H2O
B中观察到的现象是_______澄__清__的__石__灰水变浑浊 。
(4)该装置的不足之处是
没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）
赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ） 磁铁矿（主要成分是Fe3O4）
菱铁矿（主要成分是FeCO3 ） 硫铁矿(主要成分是FeS2 ) 图8-18 常见的铁矿石
黄铜矿（主要成分是CuFeS2） 辉铜矿（主要成分是Cu2S）
铝土矿主要成分是Al2O3
图8-17 常见的矿石
赤铜矿 Cu2O
孔雀石 Cu2(OH)2CO3
。
作业：P21 第5、6题
? 预留作业： ? 1、铁生锈的原理 ? 2、铁锈的主要成分 ? 3、防锈的方法 ? 4、保护金属资源的有效途径
开 矿
钢 铁 锈 蚀 的 危 害
三、金属资源保护
资料一：据有关资料报道，现在世界上每 年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于 年产量的20% ~ 40%。
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。
矿石如何变成金属？？？
铁矿石
铁
一、铁的冶炼：
1.实验室用一氧化碳还原氧化铁
【实验8-3】
证明产物中有铁粉的方法是：
用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡 )
现象
红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的 石灰水变浑浊
金属元素在地壳中含量：地壳中含量最多的金属是 Al！
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
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 储量在世界观上也占有重要志地位。
70% 48.27% 72.41% 46.67%
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁 从铁矿石中还原出来
化学方程式： Fe2O3+3CO 高温2Fe+3CO 2
（3）设备：高炉
⑵设备：炼铁高炉
铁矿石、焦炭、石灰石
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO 2
CO2＋C 高温 2CO
C + O2 点燃 CO2
人类生活和生产离不开金属资源
课题 3
金属资源的利用和保护
金属元素在自然界中的存在形式
一.金属的存在：
自然界除少数很不活泼的金属如 金、银等有单质形 式存在外, 其余都以 化合物形式 存在于地壳和海洋中。
自然 界以 单质 形式 存在 的金
自然 界以 单质 形式 存在 的银
金属的存在形式：
单质( 少数，如金和银) 化合物( 大多数，如各种铁矿石)
方法一：设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。
高温
Fe2O3+3CO===2Fe + 3CO2
160 800t
112 X
160 = 112
800t
X
折合含铁96%的生铁的质量为560t÷ 96%＝583t
X＝560t (纯化杂)
方法二：设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。
高温
3.含杂质的物质的化学方程式的计算： 注意：带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量
列比例时，一定要用纯量。
不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：
m(纯) = m(不纯 )×纯度
例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理 论上可炼含铁96%的生铁多少吨？
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t ×80%＝800t。
生熟炼铁炉一
生熟炼铁炉二
图8-18 我国古代炼铁图
图8-19 为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票
图8-22 上海宝山钢铁公司炼铁高炉
高炉炼铁图： 焦炭
铁矿石
石灰石
热空气 炉
渣
生铁
出
出口
口
2、铁的冶炼
（1）原料：
石灰石、铁矿石 焦炭、空气
（2）原理：
（工业上）
含铁量
赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 磁铁矿 Fe3O4 黄铁矿 FeS2
Fe2O3+3CO===2Fe + 3CO2
160
112
800t
X×96% (杂化纯)
160 :112＝800t :X×96%
X＝583t
答： 1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含 铁96%的生铁为583t。
练习：
1.【06自贡】某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计 算：
澄清的石灰水变浑浊。
CO2 + Ca(OH) 2
CaCO 3 ↓+ H2O
1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？
先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和 空气的混合气而发生爆炸。
2、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？
实验结束时，先熄灯后停 CO，是为了防止温度降 低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试 管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。
分析
一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳
反应式
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO 2
尾气处理 ①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气
Baidu Nhomakorabea
实验：一氧化碳还原氧化铁 [Fe2O3]
Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO 2 用酒精灯点燃尾气的作用是 防止CO污染空气 2CO + O 2 点燃 2CO 2
X·85%
2850t
160 = X·85%
112 2850t
X=4790t
答：⑴该3000 t生铁中含纯铁2850t。 ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。
2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
①
②
（1）写出图中标有序号的仪器名称① 铁架台，② 试管。
(2)实验过程中，先要进行的是_______Ⅱ_______ 。（填Ⅰ或Ⅱ）
⑴该3000 t生铁中含纯铁多少吨？ ⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多 少吨？（计算结果保留整数）
解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t.
⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。
高温
Fe2O3 + 3CO=== 2Fe + 3CO2
160
112