人教版初中化學九年級下冊 課題3　金屬資源的利用和保護 市賽一等獎

課題3金屬資源的利用和保護人類生活離不開金屬圖8-15自然界以單質形式存在的金圖8-16

自然界以單質形式存在的銀

除少數不活潑的金屬如金、銀等以單質形式存在外,其余都以化合物形式存在。金屬的存在形式：單質(少數，如金和銀)化合物(大多數，如各種鐵礦石)問題出示：本節(jié)課，我們將從以下四個方面進行學習：1．煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石2．煉鐵的原理、設備：在高溫下用一氧化碳將鐵礦石中的鐵還原出來；高爐3.實驗過程中注意的安全事項4．煉鐵時發(fā)生的反應5．關于含雜質的化學方程式計算赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）磁鐵礦（主要成分Fe3O4）赤鐵礦（主要成分Fe2O3）黃鐵礦（主要成分FeS2）菱鐵礦（主要成分FeCO3）想一想：⑴假如你是煉鐵廠的廠長，你認為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料?哪種最適宜？

⑵除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來，氫氣也可以。你準備選用哪種物質來煉鐵？70%62.4%48.3%46.7%一.鐵的冶煉原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫1.工業(yè)煉鐵：反應的化學方程式：CO是還原劑；Fe2O3是氧化劑⑴原理：

在高溫條件下，利用焦炭與O2反應生成的CO把鐵從鐵礦石中還原出來。⑵設備：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫CO2＋C2CO

高溫C

+

O2

CO2

點燃

請看《一氧化碳還原氧化鐵》視頻現象分析反應式尾氣處理紅色的粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(黑色)和二氧化碳1、實驗室用一氧化碳還原氧化鐵（煉鐵的原理）①用燃著的酒精燈將尾氣點燃②用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫證明產物中有鐵粉的方法是：

用磁鐵吸引(或加稀鹽酸有氣泡產生)實驗步驟：1、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、點燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳氣體5、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質玻璃管內紅色物質完全變?yōu)楹谏珪r停止加熱7、待玻璃管內固體冷卻后停止通入一氧化碳，然后熄滅右邊酒精燈注意：應先通CO后加熱，實驗完畢后繼續(xù)通CO直到試管冷卻（即：CO“早出晚歸”，酒精燈“遲到早退”）。先通CO后加熱，是為了將玻璃管中的空氣排盡，防止加熱時可能發(fā)生爆炸；實驗完畢后，先停止加熱，繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻，是為了防止高溫下的生成物鐵與氧氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。

在實際生產時,所用的原料或產物一般都含有雜質,在計算用料和產量時,應考慮到雜質問題。不純物質、純物質、純度之間的關系：代入化學方程式中計算的數據，必須是純凈物的質量。含雜質的物質的化學方程式的計算：m(純)=m(不純)×純度m(不純)=m(純)÷純度[例題]用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸？解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：1000t×80％=800tFe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高溫160112800txx=560t折合為含鐵96％的生鐵的質量為

560t÷96％=583t答：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583t⑵設需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石的質量為x。解：⑴生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850t.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2112X·85%2850t

高溫160X·85%=1122850tX≈4790t

答：⑴該3000t生鐵中含純鐵2850t。⑵該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石為4790t。

1.某煉鋼廠日產含雜質5%的生鐵3000t，試計算：⑴該3000t生鐵中含純鐵多少噸？⑵該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石多少噸？（計算結果保留整數）練習：通過本節(jié)課的學習，你有哪些收獲？

小結1、某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76％的赤鐵礦石，該廠理論上可以日產含Fe98％的生鐵多少t?2、冶煉2000t含雜質3％的生鐵，需要含90%Fe2O3的赤鐵礦石多少t?練習：3.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。

（1）寫出圖中標有序號的儀器名稱①

，②

。

(2)實驗過程中，先要進行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加熱Ⅱ．通一氧化碳(3)A中反應的化學方程式是。B中反應的化學方程式是

，B中觀察到的現象是_______________

。(4)該裝置的不足之處是

。鐵架臺試管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水變渾濁①②

4.右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu約6000年前約200年前約600年前約2500年前⑴選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是

；目前鋁在多個領域替代易生銹的鋼鐵，其主要原因是

。①鋁的密度?、阡X很活潑③地殼中鋁的含量高④鋁的表面易生成致密的保護膜②①④⑵鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。右圖是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學方程式

；能證明產物中有鐵粉的方法是：

。用磁鐵吸引(或加稀鹽酸有氣泡)3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高溫⑶在組裝儀器時，把玻璃管插入橡膠管的操作方法

是

。此裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進方法：

。用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點燃導管一端用水潤濕后旋轉插入5.某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質，雜質不溶于水，也不與稀硫酸反應）進行分析，甲、乙、丙三位同學分別進行實驗，其中只有一位同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應。實驗數據如下表：

請你認真分析數據，回答下列問題：⑴哪位同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應；⑵計算樣品中鐵的質量分數；⑶若生產1000t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？甲乙丙燒杯＋稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品9g9g14g充分反應后，燒杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g(燒杯的質量為25.4g；計算結果精確到0.1%)解：⑴分析表中數據可知，甲、乙、丙三人的實驗生成氫氣的質量都是0.3g(如甲為200g+9g-208.7g＝0.3g),即每人的實驗中都有一種反應物已反應完。由甲、乙數據可知，9g鐵樣品中的鐵完全反應，甲中的酸過量。由乙、丙數據可知，(150g－25.4g)＝124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反應，丙中的金屬過量。綜合分析可知乙同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應。甲乙丙燒杯＋稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品9g9g14g充分反應后，燒杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g解：⑵乙反應生成氫氣的質量為150g+9g-158.7g＝0.3g。

設Fe的質量為X。Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑56

2X0.3g則Fe%＝8.4g9g×100%=93.3%⑵計算樣品中鐵的質量分數；答：樣品中鐵的質量分數為93.3%。56X20.3g=X=8.4g⑶若生產1000t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？解：⑶需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質量為Y。