金属资源的利用与保护1

1、第一课时第一课时自然界中的单质金自然中的单质铂自然界中的单质银一一.金属元素在自然界中的存在金属元素在自然界中的存在 常见的金属矿石常见的金属矿石磁铁矿（主要成分：磁铁矿（主要成分：Fe3O4)黄铁矿：主要成分菱铁矿（主要成分是菱铁矿（主要成分是FeCO3） 铝土矿（主要成分是Al2O3）辉铜矿（主要成分是Cu2S） 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O元素名称元素名称质量分数质量分数%元素名称元素名称质量分数质量分数%铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2. 74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005地壳中含量最

2、多的金属是地壳中含量最多的金属是AlAl！金属元素在地壳中含量：金属元素在地壳中含量：二二.铁的冶炼铁的冶炼一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁FeFe2 2O O3 3 + 3 + 3COCO = 2Fe + 3CO = 2Fe + 3CO2 2 高温高温实验步骤：实验步骤：1、检查装置气密性、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入玻璃管、将适量的氧化铁装入玻璃管并固定装置并固定装置3、点燃右边点燃右边酒精灯酒精灯4、通入一氧化碳通入一氧化碳气体气体5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热、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、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热停止加

3、热7、待玻璃管内固体冷却后、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后熄然后熄灭右边酒精灯灭右边酒精灯注意注意：实验前要先通：实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，将玻璃管中的空气排尽再加热，实验完毕后，停止加热时要继续通实验完毕后，停止加热时要继续通CO至玻璃管内固至玻璃管内固体冷却体冷却。实验现象：实验现象：红色红色（氧化铁）粉末逐渐变成（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，黑色，同时澄清同时澄清的石灰水逐渐的石灰水逐渐变浑浊。变浑浊。点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火焰。火焰。Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O2CO

4、 + O2 = 2CO2点燃点燃1.为什么实验前要先通为什么实验前要先通CO将玻璃管中的将玻璃管中的空气排尽再加热空气排尽再加热？防止加热时防止加热时CO与空气混合发生爆炸；与空气混合发生爆炸；2.为什么实验完毕后，停止加热时要继续通为什么实验完毕后，停止加热时要继续通CO至至玻璃管内固体冷却玻璃管内固体冷却？防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化又生又生成氧化铁成氧化铁，同时还可防止石灰水倒吸同时还可防止石灰水倒吸。3.如何检验此实验中的产物中有铁？如何检验此实验中的产物中有铁？可把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，并试验它能可把得到的黑色粉末倒在白纸上观察

5、，并试验它能不能被磁铁吸引不能被磁铁吸引。或者加入稀盐酸，有气泡冒出或者加入稀盐酸，有气泡冒出CO “早来晚走早来晚走 ”酒精灯酒精灯 “迟到早退迟到早退”4.实验完毕的尾气怎么处理？还有其他方法吗？燃烧法燃烧法铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：高炉炼铁图：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，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从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气化学方程式：化学方程式：2.2.工业炼铁：工业炼铁：将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣

6、转变为炉渣点燃点燃 C + O2 = 2CO2高温高温 C + CO2 = 2CO（FeFe2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出渣口出渣口 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温高炉气体高炉气体高炉气体高炉气体 产生一氧化碳产生一氧化碳 提供热量提供热量1.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。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）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中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 。 B中反应的化

7、学方程式是中反应的化学方程式是 ， B中观察到的现象是中观察到的现象是_ 。 (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 在在实际生产时实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质, ,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质应考虑到杂质问题。问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质

8、、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度m(不纯不纯) = m(纯纯) 纯度纯度三、含杂质的物质的方程式计算三、含杂质的物质的方程式计算例题例题1：用：用800 t氧化铁，理论上可以炼氧化铁，理论上可以炼出铁多少出铁多少 t ?解：设理论上可以炼出铁的质量为解：设理论上可以炼出铁的质量为xFe2O3 + 3CO = 2 Fe + 3 CO2 160 256 800t x 160 256 800t x x= 256800t 160= 560 t答：答：可以炼出铁可以炼出铁560 t 。高温高温例题例题2：用：用1000 t含氧化铁

9、含氧化铁80的赤铁矿石，的赤铁矿石，理论上可以炼出铁多少理论上可以炼出铁多少 t ?解：设可炼出铁的质量为解：设可炼出铁的质量为xFe2O3 + 3CO = 2 Fe + 3 CO2 160 2561000t80 x 160 256 1000t80 x x=2561000t80 160= 560 t答：答：可以炼出铁可以炼出铁560 t 。高温高温例题例题3：用：用800 t氧化铁，理论上可以炼出氧化铁，理论上可以炼出含铁含铁96的生铁多少的生铁多少 t ?解：设可炼出含铁解：设可炼出含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为xFe2O3 + 3CO = 2 Fe + 3 CO2160 256 8

10、00t x 96% 160 256 800t x96% x= 256800t 16096%= 583 t答：答：可以炼出含铁可以炼出含铁96的生铁的生铁583 t 。高温高温例题例题4：用：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿的赤铁矿石，可以炼出含铁石，可以炼出含铁96的生铁多少的生铁多少 t ?解：设可炼出含铁解：设可炼出含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为xFe2O3 + 3CO = 2 Fe + 3 CO2160 2561000t80 x 96% 160 256 1000t80 x96% x=2561000t80 16096%= 583 t答：答：可以炼出含铁可以炼出含铁96的生

11、铁的生铁583 t 。高温高温练习：练习：1、某钢铁厂每天需消耗、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁含氧化铁76的赤铁矿石，该厂理论上可以日产的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98的生铁多少的生铁多少t?2、冶炼、冶炼2000t含杂质含杂质3的生铁，需要的生铁，需要含含Fe3O4的的磁铁矿磁铁矿石多少石多少t?1.解：设可炼出解：设可炼出生铁生铁的的质量为质量为X X Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温160 1125000t5000t 76% X X 98%1605000t5000t 76%= 112 X X 98%X X=5000t5000t 76% 112160 98%=答：可炼出答：可炼出生铁生铁的的质量为质量为2714.3 t2714.3 t2.解：设需要解：设需要磁磁铁矿铁矿的质量为的质量为X X Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2高温高温232 168X X 90% 2000t X（I 3%） 232X X 90% = 168 2240 t 97%X X=2000 t 97% 232168 90% =答：需含答：需含Fe3O4质量分数为质量分数为90%的的磁磁铁矿铁矿2976.7 t2976.7 t你