金属资源的利用和保护二

课题3金属资源的利用和保护 学习目标 1 说出铁矿石的种类 2 说出炼铁的原料 实验现象 设备 解释炼铁的原理 会写出有关反应的化学方程式 3 会对含有杂质的反应物生成物进行有关计算 自学指导 用三分钟时间阅读课本P15 18回答下列问题 1 铁在自然界中主要以什么形式存在 常见的铁矿石有哪些 2 哪种铁矿石最适合炼铁 3 矿石是纯净物还是混合物 人类生活离不开金属 金属元素在地壳中的含量 资料 赤铁矿 黄铁矿FeS2 菱铁矿FeCO3 铝士矿 黄铜矿 辉铜矿 Fe2O3 矿石 工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石 孔雀石Cu2 OH 2CO3 赤铜矿Cu2O 磁铁矿 主要成分Fe3O4 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 如金 银等 有单质形式存在 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 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 现象 红色粉末变成黑色 澄清的石灰水变浑浊 点燃尾气有蓝色火焰 一氧化碳还原氧化铁 实验室 相关的化学方程式 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 CO2 Ca OH 2CaCO3 H2O 2CO O22CO2 点燃 高温 用酒精灯点燃尾气的作用是 防止一氧化碳污染空气 一 铁的冶炼 活动探究一 1 原料 黄铁矿FeS2 赤铁矿Fe2O3 菱铁矿FeCO3 磁铁矿Fe3O4 2 原理 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 石灰石 铁矿石焦炭 空气 3 设备 高炉 化学方程式 70 48 27 46 67 72 41 含铁量 一 铁的冶炼 工业上 铁矿石 焦炭 热空气 炉渣出口 生铁出口 石灰石 高炉炼铁图 高炉是个竖直的圆筒形炉子 炉壳用钢板制成 内部用耐火砖作衬里 炼铁的主要原料是铁矿石 焦炭 石灰石和空气 高温下 用还原剂 主要是一氧化碳 从铁矿石里把铁还原出来 工业上 工业上 炼铁时各物质的作用 石灰石 把杂质转化为炉渣焦炭 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 有关杂质问题的计算 例 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 活动探究二 解 氧化铁的质量 1000t 80 800t 设 理论上可炼出铁的质量为XFe2O3 3CO 2Fe 3CO21602X56800tX 800tx 560t2 56x 高温 折合为含铁96 的生铁的质量为560t 96 583t 答 1000t可炼出生铁为583t 练习 1 要炼出含杂质3 的生铁2000吨 需要含四氧化三铁质量分数为90 的磁铁矿石多少 解 铁的质量 2000t 1 3 1940t 设 可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4 4CO 3Fe 4CO2232168X1940t 高温 232xx 2679t1681940t 折合为磁铁矿石的质量为2679t 90 2977t 答 磁铁矿石的质量为2977t 练习 2 在自然界中以单质形式存在3 我国 时期开始冶铁4 铁在自然界中以 形式存在 冶铁是利用 将铁从铁矿石中还原出来 5 实验室冶铁时应先通CO还是先点酒精喷灯 为什么 6 工业冶铁的原料是 设备是 条件是 金银 春秋战国 化合物 CO 先通CO排净玻璃管中的空气 防止爆炸 焦炭 石灰石 铁矿石 高炉 高温 7 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 炼铁厂用于炼铁的主