1、課題課題3 3 金屬礦物與冶煉金屬礦物與冶煉學習目標：2.知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從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。鐵礦石中將鐵還原出來的方法。3.會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關的計算。物進行有關的計算。1.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。1.會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關的計算。物進行有關的計算。重點：重點：圖圖8-16 8-16 自然界以單

2、質形式存在的金自然界以單質形式存在的金圖圖8-17 8-17 自然界以單質形式存在的銀自然界以單質形式存在的銀 除少數不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外除少數不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外, ,其余其余都以化合物形式存在。都以化合物形式存在。金屬的存在形式：金屬的存在形式：單質單質( ( 少數，如金和銀少數，如金和銀) )化合物化合物( ( 大多數，如各種鐵礦石大多數，如各種鐵礦石) )赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）圖 常見的礦石硫鐵礦(主要成分是FeS2 )磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）常見的礦石輝銅礦（主要成分是Cu2S） 黃銅礦（主要成分是C

3、uFeS2） 鋁土礦主要成分是Al2O3 元素名稱元素名稱質量分數質量分數%元素名稱元素名稱質量分數質量分數%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Al！金屬元素在地殼中含量：一、鐵的冶煉：生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐二圖 我國古代煉鐵圖圖 上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐圖 為紀念1996年中國鋼產量突破1億噸而發行的郵票現象現象分析分析反應式反應式尾氣處理尾氣處理紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時產生的氣體使澄清的石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(灰黑色)與二氧化碳1.實驗室

4、用一氧化碳還原氧化鐵用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用氣球收集尾氣【實驗】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫證明產物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡 )實驗步驟： .按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。把少量研細的氧化鐵粉末裝進硬質玻璃管中。把硬質玻璃管接入裝置系統中，先通入一氧化碳氣體排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點燃出氣口處的酒精燈(或用氣球收集)，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發生的變化。當紅棕色粉末已轉變成黑色后，停止加熱，再通入一會兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。一氧化碳還原氧化鐵必須在封閉的硬質玻管中進行，防止一氧化碳

5、污染空氣。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫2.工業煉鐵：反應的化學方程式：CO是還原劑； Fe2O3是氧化劑原理： 焦炭在高溫條件下跟O2反應生成CO, CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。設備：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫CO2C 2CO 高溫C + O2 CO2 點燃 在實際生產時,所用的原料或產物一般都含有雜質,在計算用料時和產量時,應考慮到雜質問題。不純物質、純物質、純度之間的關系：列比例時，一定要用純量。3.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

6、度例題：用1000t含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高溫解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為1000t 80%800t。設800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為X。160 112800t X160800t=112XX560t折合含鐵96%的生鐵的質量為560t 96%583t(純化雜)答： 1000t含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵為583t。或設800t氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵質量為X。Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高溫160 112800

7、t X96%160 :112800t :X96% X583t(雜化純)設需含設需含Fe2O3質量分數為質量分數為85%的赤鐵礦石的質量為的赤鐵礦石的質量為x。解：生鐵中含純鐵：解：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 112 X 85% 2850t 高溫高溫160X 85%=1122850tX4790t答答：該該3000 t生鐵中含純鐵生鐵中含純鐵2850t。該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為質量分數為85%的赤鐵礦石為的赤鐵礦石為4790t。1.某煉鋼廠日產含雜質某煉鋼廠日產含雜質5%的生鐵的生鐵3000t，試計算

8、：，試計算：該該3000 t生鐵中含純鐵多少噸？生鐵中含純鐵多少噸？該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為質量分數為85%的赤鐵礦石多的赤鐵礦石多少噸？（計算結果保留整數）少噸？（計算結果保留整數）練習：練習：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。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寫出圖中標有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實驗過程中，先要進行的是實驗過程中，先要進行的是_ 。（填。（填或或） 加熱加熱 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反應的化學方程式是中反應的化學方程式是 。 B中反應的化學方程式中反應的化學方程式 ， B中觀察到的現象是中觀察到的現

9、象是 。 (4)該裝置的不足之處該裝置的不足之處 。鐵架臺鐵架臺試管試管Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫高溫 沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）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澄清的石灰水變渾濁 3.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模開發、利用的大致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模開發、利用的大致年限。年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au約約6000年前年前約約200年前年前約約600年

10、前年前約約2500年前年前選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是選擇編號填空：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；目前鋁在多個領域替代易生銹的鋼鐵，其生銹的鋼鐵，其主要主要原因是原因是 。鋁的密度小鋁的密度小 鋁很活潑鋁很活潑 地殼中鋁的含量高地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護膜鋁的表面易生成致密的保護膜鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。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式 ；能證明產物中有鐵粉的方法是：；能證明產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) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2