課題三金屬資源的利用與保護(hù)(課時(shí)1)

1、第八單元第八單元 金屬和金屬材料金屬和金屬材料第一課時(shí)第一課時(shí) 金屬資源、鐵的冶煉及含雜質(zhì)的計(jì)算金屬資源、鐵的冶煉及含雜質(zhì)的計(jì)算課題三課題三 金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解、知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。2、會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或、會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。生成物進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。成物進(jìn)行有關(guān)的

2、計(jì)算。重點(diǎn)重點(diǎn)：金屬來源下面的礦物，金屬來源下面的礦物，用來冶煉金屬的礦物叫用來冶煉金屬的礦物叫礦石礦石。自然金自然鉑自然銀 磁鐵礦（主要成分：Fe3O4)黃鐵礦：主要成分菱鐵礦（主要成分是FeCO3） 鋁土礦（主要成分是Al2O3）輝銅礦（主要成分是Cu2S） 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O磁鐵礦磁鐵礦（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤鐵礦赤鐵礦（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）黃鐵礦（黃鐵礦（主要成分主要成分FeSFeS2 2）菱鐵礦（菱鐵礦（主要成分主要成分FeCOFeCO3 3）想一想想一想： 假如你是煉鐵廠的廠長(zhǎng)，你認(rèn)為哪種假如你

3、是煉鐵廠的廠長(zhǎng)，你認(rèn)為哪種礦石適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？礦石適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？ 70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2. 74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005( (地殼中含量最多的金屬是地殼中含量最多的金屬是鋁鋁) )金屬元素在地殼中含量：金屬元素在地殼中含量：我國(guó)的鎢、我國(guó)的鎢、 鉬、鉬、 鈦、鈦、 錫、錫、 銻等儲(chǔ)量居世界前列銻等儲(chǔ)量居世界前列. . 銅、銅、 鋁、鋁、 錳等儲(chǔ)量在世界

4、也占重要地位錳等儲(chǔ)量在世界也占重要地位. .一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉1、原料：焦炭、石灰石、鐵礦石焦炭、石灰石、鐵礦石黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O42、原理： 在高溫的條件下，利用一氧化碳與氧化鐵（鐵礦在高溫的條件下，利用一氧化碳與氧化鐵（鐵礦石）反應(yīng)，把鐵從氧化鐵（鐵礦石）中還原出來。石）反應(yīng)，把鐵從氧化鐵（鐵礦石）中還原出來。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫現(xiàn)象現(xiàn)象分析分析方程式方程式尾氣處理尾氣處理紅色的紅色的Fe2O3變成黑色，同時(shí)產(chǎn)生變成黑色，同時(shí)產(chǎn)生的氣體的氣體使澄清的石使澄清的石灰水變渾濁灰水變渾濁一氧化碳還

5、原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵, ,生成鐵粉生成鐵粉( (黑色黑色) )與二氧化碳與二氧化碳1.1.實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或用氣球收集尾氣用氣球收集尾氣【實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡 )實(shí)驗(yàn)步驟：1、連接裝置，檢查裝置氣密性。2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點(diǎn)燃右邊酒精燈4、先通入一氧化碳?xì)怏w，再點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱5、觀察現(xiàn)象6、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先停止加熱，直至玻璃管冷卻再停止

6、通入一氧化碳。紅色紅色（氧化鐵）粉末逐漸變成（氧化鐵）粉末逐漸變成黑色黑色，同時(shí)澄清的石灰水逐漸同時(shí)澄清的石灰水逐漸變渾濁變渾濁。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸.防止高溫的條件下，生成的鐵再被氧化。 CO “早來晚走 ”酒精燈 “遲到早退”一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵FeFe2 2O O3 3 + 3 + 3COCO = 2Fe + 3CO = 2Fe + 3CO2 2 高溫高溫2011年全國(guó)鋼產(chǎn)量近年全國(guó)鋼產(chǎn)量近7億噸億噸 上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：高

7、爐煉鐵圖：將鐵礦石中的將鐵礦石中的 SiOSiO2 2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣點(diǎn)燃點(diǎn)燃 C + O2 = CO2高溫高溫 C + CO2 = 2CO（FeFe2 2O O3 3）生鐵生鐵出鐵口出鐵口爐渣爐渣出渣口出渣口 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高溫高溫高爐氣體高爐氣體高爐氣體高爐氣體 產(chǎn)生一氧化碳產(chǎn)生一氧化碳 提供熱量提供熱量二、含雜質(zhì)的物質(zhì)的方程式計(jì)算二、含雜質(zhì)的物質(zhì)的方程式計(jì)算m(純純) = m(不純不純 )純度純度m(不純不純) = m(純純) / 純度純度化學(xué)方程式所表達(dá)的都是純凈物發(fā)生變化時(shí)的質(zhì)量關(guān)系 純度= m(純) /m(不純 )純度=1-雜質(zhì)%例題：例題：用

8、用1000t1000t含氧化鐵含氧化鐵80%80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵含鐵96%96%的生鐵的質(zhì)量的生鐵的質(zhì)量是是多少噸？多少噸？分析：分析：帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物的質(zhì)量：帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物的質(zhì)量： 赤鐵礦石赤鐵礦石 氧化鐵氧化鐵 鐵鐵 生鐵生鐵解解2:2:設(shè)每天可煉出的設(shè)每天可煉出的生鐵生鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t 1000t80% 80% X X96% 96% 160 112 160

9、112 800t800t X X96% 96% X = X = 583t583t答：略答：略高溫高溫解解1:1:設(shè)每天以煉出的設(shè)每天以煉出的鐵鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t X 1000t X 160 112 160 112 1000t X 1000t X X = 700t X = 700t答：略答：略高溫高溫80% 800t560t560t生鐵的質(zhì)量生鐵的質(zhì)量= =560t/96%560t/96%= =583t583t你有哪些收獲？你有哪些收獲？1.金屬

10、在自然界的存在形態(tài)有：金屬在自然界的存在形態(tài)有：?jiǎn)钨|(zhì)、化合物單質(zhì)、化合物2.煉鐵原料：煉鐵原料： 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣3.煉鐵的主要原理：煉鐵的主要原理：高溫3CO+Fe2O3 2Fe+3CO24.含雜質(zhì)問題的計(jì)算要點(diǎn)：含雜質(zhì)問題的計(jì)算要點(diǎn)：混換純代方程混換純代方程一地球上的金屬資源除少數(shù)很不活潑的金屬有單質(zhì)形式存一地球上的金屬資源除少數(shù)很不活潑的金屬有單質(zhì)形式存在外，其余都以在外，其余都以_形式存在。形式存在。二工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做二工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做_。赤鐵礦。赤鐵礦的主要成分是的主要成分是_，鋁土礦的主要成分是，鋁土礦的主要成分是

11、_，輝銅，輝銅礦的主要成分是礦的主要成分是_?；衔?礦石 Fe2O3 Al2O3 Cu2S 三、實(shí)驗(yàn)室一氧化碳還原氧化鐵三、實(shí)驗(yàn)室一氧化碳還原氧化鐵1儀器：鐵架臺(tái)儀器：鐵架臺(tái)(2 個(gè)個(gè))、硬質(zhì)玻璃管、單孔橡皮塞、硬質(zhì)玻璃管、單孔橡皮塞(2 個(gè)個(gè))、酒精燈、試管、酒精噴燈、雙孔橡皮塞、導(dǎo)氣管。酒精燈、試管、酒精噴燈、雙孔橡皮塞、導(dǎo)氣管。2藥品：氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳?xì)怏w。藥品：氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳?xì)怏w。3裝置圖裝置圖4步驟：步驟：(1)檢驗(yàn)裝置的檢驗(yàn)裝置的_；(2)裝入藥品并固定；裝入藥品并固定；(3)向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w；向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w；(4)給氧化鐵

12、加熱；給氧化鐵加熱；(5)停止停止_；(6)停止停止_。5現(xiàn)象：現(xiàn)象：(1)玻璃管內(nèi)的粉末由玻璃管內(nèi)的粉末由_色逐漸變?yōu)樯饾u變?yōu)開色。色。(2)試管內(nèi)石灰水變?cè)嚬軆?nèi)石灰水變_，證明有，證明有_生成。生成。6 化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：_ ； Ca(OH)2 CO2=CaCO3H2O；除去尾氣反應(yīng)：；除去尾氣反應(yīng)：_。氣密性氣密性 加熱加熱 通入一氧化碳通入一氧化碳 紅紅 黑黑 渾濁渾濁 CO2 3COFe2O3 2Fe3CO2 高溫高溫2COO2 2CO2點(diǎn)燃點(diǎn)燃7注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)CO 早出晚歸：早出：先用早出晚歸：早出：先用 CO 趕出試管內(nèi)的趕出試管內(nèi)的_防止爆炸；晚歸：結(jié)束時(shí)，停止加熱，繼續(xù)通入防止爆炸；晚歸：結(jié)束時(shí)，停止加熱，繼續(xù)通入 CO 至玻璃管至玻璃管冷卻，防止生成的鐵冷卻，防止生成的鐵_。(2)酒精燈遲到早退：酒精燈遲到早退：CO 先通氣后，再用酒精燈加先通氣后，再用酒精燈加熱；實(shí)熱；實(shí)驗(yàn)完畢后，酒精燈要先撤離再停止通氣。驗(yàn)完畢后，酒精燈要先撤離再停止通氣。8尾部酒精燈的作用：尾部酒精燈的作用：_?？諝饪諝?再次被氧化再次被氧化 點(diǎn)燃點(diǎn)燃CO以防止以