铁矿石资源学习教案

1、会计学1铁矿石资源铁矿石资源(zyun)第一页，共38页。图图8-16 8-16 自然界以单质自然界以单质(dnzh)(dnzh)形式存在的金形式存在的金图图8-17 8-17 自然界以单质形式自然界以单质形式(xngsh)(xngsh)存在的银存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在(cnzi)(cnzi)外外, ,其余都以化合物形式存在其余都以化合物形式存在(cnzi)(cnzi)。金属的存在形式：金属的存在形式：单质单质( ( 少数，如金和银少数，如金和银) )化合物化合物( ( 大多数，如各种铁矿石大多数，如各种铁矿石) )第2页/

2、共38页第二页，共38页。赤铁矿赤铁矿: Fe2O3黄铁矿黄铁矿: FeS2菱铁矿菱铁矿: FeCO3铝土矿铝土矿: Al2O3黄铜矿：黄铜矿：CuFeS2辉铜矿：辉铜矿：Cu2S常见的金属常见的金属(jnsh)矿石矿石第3页/共38页第三页，共38页。磁铁矿磁铁矿（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤铁矿赤铁矿（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）黄铁矿（主要成分黄铁矿（主要成分FeSFeS2 2）菱铁矿（主要成分菱铁矿（主要成分FeCOFeCO3 3）想一想：想一想： 假如你是炼铁厂的厂长，你认为假如你是炼铁厂的厂长，你认为(rnwi)(rnwi)哪种矿石最不适宜作为工业

3、炼铁的原料？哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？ 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 ，氢气也可以。你准备选用哪种物质氢气也可以。你准备选用哪种物质(wzh)(wzh)来来炼铁？炼铁？70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%第4页/共38页第四页，共38页。一、铁的冶炼一、铁的冶炼(ylin)第5页/共38页第五页，共38页。图图8-20 上海宝山钢铁公司炼铁上海宝山钢铁公司炼铁(lin ti)高炉高炉第6页/共38页第六页，共38页。图图8-21 为纪念为纪念1996年中国年中国(zhn u)钢产量突破钢产量突破1亿吨而发行的亿吨

4、而发行的邮票邮票第7页/共38页第七页，共38页。现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色的红色的Fe2O3Fe2O3变成灰黑色，同时产生变成灰黑色，同时产生(chnshng)(chnshng)的气的气体使澄清的石灰水变浑浊，酒精灯处的导管产生体使澄清的石灰水变浑浊，酒精灯处的导管产生(chnshng)(chnshng)蓝色火焰蓝色火焰一氧化碳还原一氧化碳还原(hun yun)(hun yun)氧化铁生成铁粉氧化铁生成铁粉( (灰黑色灰黑色) )与二氧化碳与二氧化碳1.1.实验室用一氧化碳实验室用一氧化碳(yynghutn)(yynghutn)还原氧化铁还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点

5、燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气【实验实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高高温温证明产物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡 )第8页/共38页第八页，共38页。实验开始时先通后点的原因是为了防止(fngzh)加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。 实验结束后，先熄灯后停气的原因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。第9页/共38页第九页，共38页。原料原料(yunlio)：铁矿石、焦炭、：铁矿石、焦炭、石灰石石灰石Fe2O3+3

6、CO=2Fe+3CO2高温高温2.2.工业工业(gngy)(gngy)炼铁：炼铁：反应反应(fnyng)的化的化学方程式：学方程式：CO是还原剂；是还原剂；Fe2O3是氧化剂是氧化剂原理：原理： 焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO, CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。的铁还原出来。第10页/共38页第十页，共38页。设备：炼铁设备：炼铁(lin ti)高炉高炉铁矿石、焦炭铁矿石、焦炭(jiotn)、石灰石、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高高温温CO2C 2CO 高温高温C + O2 CO2 点燃点燃第11页/

7、共38页第十一页，共38页。第12页/共38页第十二页，共38页。 在实际生产时在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂所用的原料或产物一般都含有杂质质,在计算用料时和产量在计算用料时和产量(chnling)时时,应考虑到杂应考虑到杂质问题。质问题。不纯物质不纯物质(wzh)(wzh)、纯物质、纯物质(wzh)(wzh)、纯度、纯度之间的关系：之间的关系：列比例列比例(bl)时，一定要用时，一定要用纯量。纯量。含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度m(不纯不纯) = m(纯纯) 纯度纯度第13页/共38页第十三页，共38页。第

8、14页/共38页第十四页，共38页。设需含设需含Fe2O3质量质量(zhling)分数为分数为85%的赤铁矿石的质量的赤铁矿石的质量(zhling)为为x。解：生铁解：生铁(shngti)中含纯铁：中含纯铁：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2160 112 X 85% 2850t 高温高温160X 85%=1122850tX4790t答：该答：该3000 t生铁生铁(shngti)中含纯铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。1.【06自贡自贡】某炼钢厂日产含杂质

9、某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t，试计算，试计算：该该3000 t生铁中含纯铁多少吨？生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）少吨？（计算结果保留整数）练习：练习：第15页/共38页第十五页，共38页。2.下图是课堂中模拟炼铁下图是课堂中模拟炼铁(lin ti)的实验装置。的实验装置。 （1）写出图中标有序号的仪器名称）写出图中标有序号的仪器名称 ， 。 (2)实验过程中，先要进行的是实验过程中，先要进行的是_ 。（填。（填或或）加热加热 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程

10、式是中反应的化学方程式是 。 B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 ， B中观察中观察(gunch)到的现象是到的现象是_ 。 (4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是 。铁架台铁架台试管试管(shgun)Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高温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）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澄清的石灰水变浑浊第16页/共38页第十六页，共38页。 3.右下图是金属活动性顺序右下图是金属活动性顺序(shnx)表中铜、锡、表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大

11、致年限。铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au约约6000年前年前约约 2 0 0 年年前前约约600年前年前约约2500年前年前选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是 ；目前；目前(mqin)铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是是 。铝的密度小铝的密度小 铝很活泼铝很活泼 地壳中铝的含量高地壳中铝的含量高 铝的表面易生成致密的保护膜铝的表面易生成致密的保护膜第17页/共38页第十七页，共38页。钢铁的冶炼

12、是人类文明的一个重要标志。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方程式 ；能证明；能证明(zhngmng)产物中有铁粉的方法是：产物中有铁粉的方法是： 。 用磁铁用磁铁(cti)吸吸(或加稀盐酸有气或加稀盐酸有气泡泡) 3 C O + F e2O3 2Fe + 3CO2 =高温高温在组装仪器在组装仪器(yq)时，把玻璃管时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法插入橡胶管的操作方法 是是 。此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法：此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。用气球收集尾气或用燃

13、着的酒精灯点燃用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃导管一端用水润湿后旋转插入导管一端用水润湿后旋转插入第18页/共38页第十八页，共38页。第八(d b)单元 金属和金属材料课题3 金属资源(zyun)的利用和保护第二第二(d r)课时课时第19页/共38页第十九页，共38页。二、金属二、金属(jnsh)资源保护资源保护保护保护(boh)金属资源的金属资源的原因：原因：每年大量每年大量(dling)开采开采(数数以亿吨计以亿吨计)每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相当于相当于年产量的年产量的20%40%)P18为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？第20页/共38页第二十页，共38

14、页。1. 1.金属金属(jnsh)(jnsh)的腐的腐蚀和防护蚀和防护人们采取了许多人们采取了许多(xdu)(xdu)措施措施，但每年全世界因生锈而损失，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约的钢铁约 占世界年产量的四分占世界年产量的四分之一！之一！如何如何(rh)(rh)防锈？防锈？第21页/共38页第二十一页，共38页。a.在干燥空气在干燥空气(kngq)中中b.浸没在水中浸没在水中c.半截浸没在水中半截浸没在水中铁的生锈铁的生锈(shn xi)(shn xi)过过程程哪种条件哪种条件(tiojin)(tiojin)下下, ,铁铁最易生锈最易生锈? ?为什么为什么? ?不生锈不生锈(有水无有水无

15、O2) 不生锈不生锈 ( (有有O O2无水无水) )在水与空气的交界面最易生锈在水与空气的交界面最易生锈 植物油植物油 a b c请思考：请思考：用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口(有水和有水和2)第22页/共38页第二十二页，共38页。铁与空气中的氧气、水蒸气发生铁与空气中的氧气、水蒸气发生(fshng)(fshng)化学反化学反应。应。铁锈的成份很复杂铁锈的成份很复杂(fz),主要为氧化铁主要为氧化铁Fe2O3 XH2O。(Fe2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁气、水蒸气反应

16、，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀全部被腐蚀(fsh)。而铝不同，铝与氧气反应生成致密的。而铝不同，铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀反应，所以铝耐腐蚀(fsh)。)铁生锈的条件：铁生锈的条件：要有能够发生反应的物质要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件:反应物要能相互接触反应物要能相互接触；生成物不会对反应起阻碍作用生成物不会对反应起阻碍作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (缓慢氧化缓慢氧化)第23页/共

17、38页第二十三页，共38页。防止防止(fngzh)铁生锈的方法铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可破坏铁生锈的条件即可)：1.保持铁制品表面的洁净保持铁制品表面的洁净(jijng)和干和干燥。燥。2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上 耐腐蚀的金属、烤耐腐蚀的金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与空气蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与空气(kngq)隔绝。隔绝。3.制成耐腐蚀的合金，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一点如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。镍和铬而制成的合金。第24页/共38页第二十四页，共38页。

18、三角架：三角架：钢线钢线(辐条辐条(ftio)）：）：链条链条(lintio)：刷漆刷漆镀一层耐腐镀一层耐腐蚀的金属蚀的金属(jnsh)涂油等涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：第25页/共38页第二十五页，共38页。 图图8-25 据估计一些据估计一些(yxi)矿物可供开采矿物可供开采的年限的年限2.2.金属资源金属资源(zyun)(zyun)保护保护为什么要保护金属为什么要保护金属(jnsh)资源？资源？矿物的储量是有限的，而且不能再生。矿物的储量是有限的，而且不能再生。第

19、26页/共38页第二十六页，共38页。2 2、怎样保护金属、怎样保护金属(jnsh)(jnsh)资资源呢源呢? ? 防止金属防止金属(jnsh)(jnsh)的的腐蚀。腐蚀。金属金属(jnsh)(jnsh)的回收与的回收与利用。利用。有计划有计划, ,合理地开采矿物合理地开采矿物, ,严禁严禁不顾国家利益的乱采矿。不顾国家利益的乱采矿。寻找金属代用品。如以塑代钢。寻找金属代用品。如以塑代钢。第27页/共38页第二十七页，共38页。图图8-26 金属金属(jnsh)的回的回收利用收利用回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜罐要便宜20%，而

20、且还可以节约金属资源，而且还可以节约金属资源(zyun)和和95%能源。目前世界上有能源。目前世界上有50%以上的铁和以上的铁和90%以上的金以上的金得到回收利用。得到回收利用。第28页/共38页第二十八页，共38页。反馈反馈(fnku)练习练习 1.在下列情况下，埋在地下在下列情况下，埋在地下(dxi)的铸铁管道腐蚀最快的的铸铁管道腐蚀最快的是是 （）（） A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中 2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈某运输用铁船，在

21、水中行驶，最易生锈(shn xi)的的部位是部位是()CBA.水面上的船头部分水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈第29页/共38页第二十九页，共38页。 3.日常生活中的一些日常生活中的一些(yxi)铁制品经常会被锈蚀。铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作用的是（下列做法中不能起防锈作用的是（ ）在铁制品表面镀锌在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了用

22、清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A. B.C. D.B第30页/共38页第三十页，共38页。 4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别干净的铁钉分别(fnbi)同时入放同时入放A、B、C三支试管中进行研究。三支试管中进行研究。请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：编号编号操作方法操作方法实验目的实验目的A探究铁在干燥空气中探究铁在干燥

23、空气中的生锈情况的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油浸没铁钉，并用植物油液封液封C探究铁在有空气和水探究铁在有空气和水时的生锈情况时的生锈情况加热烘干加热烘干(hn n)试试管，小心放入铁钉，塞上管，小心放入铁钉，塞上塞子塞子 探究探究(tnji)铁在有水而无空气铁在有水而无空气（氧气）时的生锈情况（氧气）时的生锈情况小心放入铁钉，注入蒸馏小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中水，使铁钉部分浸入水中第31页/共38页第三十一页，共38页。一周后，编号为一周后，编号为_的试管中的铁钉最的试管中的铁钉最易生锈。易生锈。用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的

24、铁用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方栏杆，安装在南方(nnfng)比安装在北方更易生锈，比安装在北方更易生锈，其原因是其原因是_。C南方比北方南方比北方(bifng)天气潮湿，铁更易生锈天气潮湿，铁更易生锈A B C铁在干燥铁在干燥(gnzo)空气中空气中铁在有水而无空铁在有水而无空气（氧气）时气（氧气）时铁在有空气和水时铁在有空气和水时用植用植物油物油液封液封用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口第32页/共38页第三十二页，共38页。4.4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析也不

25、与稀硫酸反应）进行分析(fnx)(fnx)，甲、乙、丙三位同学分，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表：完全反应。实验数据如下表： 请你认真分析请你认真分析(fnx)(fnx)数据，回答下列问题：数据，回答下列问题： 哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； 计算样品中铁的质量分数；计算样品中铁的质量分数； 若生产若生产1000 t1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%(Fe2O

26、3)80%的赤铁矿多少吨？的赤铁矿多少吨？ 甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g 158.7g163.7g改正改正(gizhng)：(烧杯的质量为烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到；计算结果精确到0.1%)第33页/共38页第三十三页，共38页。解：分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质解：分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成气的质量都是量都是0.3g(如甲为如甲为200g+9g-208.7g0.3g),即各人的实验中都有即各人的实验中都有一种反应物完全一种反应

27、物完全(wnqun)反应。由甲、乙数据可知，反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品铁样品中的铁完全中的铁完全(wnqun)反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g 25.4g)124.6g的稀硫酸中的的稀硫酸中的H2SO4完全完全(wnqun)反应反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全恰好完全(wnqun)反应。反应。甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7

28、g 158.7g163.7g第34页/共38页第三十四页，共38页。解：乙反应解：乙反应(fnyng)生成氢气的质量为生成氢气的质量为150g+9g-158.7g0.3g。设设Fe的质量为的质量为X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H22 X 0.3g则则Fe%8.4g9g 100%=93.3%计算计算(j sun)样品中铁的质量样品中铁的质量分数；分数；答：样品中铁的质量答：样品中铁的质量(zhling)分数为分数为93.3%。56X20.3g=X=8.4g第35页/共38页第三十五页，共38页。若生产若生产(shngchn)1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？的赤铁矿多少吨？解：需要含氧化铁解：