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1、课题课题3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护课时课时1资源的利用资源的利用人类生活离不开金属人类生活离不开金属金属有广泛的用途，对于人类社会起着金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用不可替代的作用!军事与科技也需要大量的金属军事与科技也需要大量的金属一、金属在自然界中的存在一、金属在自然界中的存在2 2、化合物：、化合物：化学性质较活泼的金化学性质较活泼的金属，如铁、铝、锌、锡、钠和钙等属，如铁、铝、锌、锡、钠和钙等1 1、单质：、单质：少数化学性质较不活泼少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等的金属，如金、银等一一.金属资源概况金属资源概况 地球上的金属资源广泛存在于地壳和
2、海洋中，极少地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，极少数不活泼的金属（如金、银等）有数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式单质形式存在；存在；自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿FeSFeSFeSFeS2 2菱铁矿菱铁矿FeCOFeCOFeCOFeCO3 3 3 3铝铝士士矿矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3 其余大多数其余大多数金属金属是以是以化合物化合物的形式存在。金属的形式存在。金属化合物在自然界中以化合物在自然界中以矿物矿物的形式存在。的形式存在。把含有某把含有某种金属的矿物叫矿石。种金属的矿物叫矿
3、石。孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O磁铁矿磁铁矿（主要成（主要成分分FeFe3 3O O4 4）罕见的铁矿石罕见的铁矿石 七彩针铁矿七彩针铁矿 这不是一种稀有矿物，这不是一种稀有矿物，也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现出七彩颜色十分吸引人。出七彩颜色十分吸引人。罕见的铜矿石罕见的铜矿石 毛赤铜矿毛赤铜矿(主要成分是主要成分是Cu2O)金红石金红石（主要成分是（主要成分是TiO2）闪锌矿闪锌矿 （主要成分是（主要成分是ZnS，常含有，常含有 Fe、Cd、In、Ga等元素）等元素）其它矿石其它矿石 铝土矿铝土矿（主要成分是（主要成分是 A
4、l2O3）我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要志地位。但由于人口储量在世界上也占有重要志地位。但由于人口众多，人均拥有量约为世界人均水平的众多，人均拥有量约为世界人均水平的1 13 3，居世界第居世界第8080位。位。大自然向人类提供了丰富的金属矿物资大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领
5、域。其中，提取量于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是最大的是铁铁。一、铁的冶炼一、铁的冶炼 生熟炼铁炉一生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二生熟炼铁炉二 图图818 我国古代炼铁图我国古代炼铁图 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元用铁器，从公元1 1世纪起，铁便成了一种最主世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。要的金属材料。二二.铁的冶炼铁的冶炼为纪念为纪念1996年中国钢产产量突年中国钢产产量突破破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉 钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，钢的主要成分
6、就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。19491949年，我国的钢年，我国的钢产量只有产量只有15158 8万吨，居世界第万吨，居世界第2626位；位；19961996年，我国的钢产量首年，我国的钢产量首次突破次突破1 1亿吨，居世界前茅亿吨，居世界前茅。现象：现象：1、实验室里、实验室里CO还原氧化铁还原氧化铁图图8 820 20 一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁红色红色粉末逐渐变成粉末逐渐变成黑色黑色；
7、点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火焰火焰澄清的石灰水澄清的石灰水变浑浊变浑浊。1.先通先通CO，目的是，目的是排尽装置中的空气，防止排尽装置中的空气，防止不纯引起不纯引起爆炸。爆炸。2.实验结束后，先熄灭酒精灯，继续通实验结束后，先熄灭酒精灯，继续通CO，目的是，目的是防防止还原出的铁重新被氧化。止还原出的铁重新被氧化。3.点燃尾气的作用是：点燃尾气的作用是：防止尾气中的防止尾气中的CO排放到排放到空空 气中，污染空气。气中，污染空气。注意注意化学方程式：化学方程式：Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温高温高温高温（1）原料：）原料：黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁
8、矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O4（2）原理：）原理：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（3）设备：高炉）设备：高炉化学方程式：化学方程式：70%48.27%48.27%46.67%46.67%72.41%72.41%含铁量含铁量2、工业炼铁：、工业炼铁：(4)产品产品：生铁生铁将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣转变为炉渣点燃点燃 C+O2 =2CO2高温高温 C+CO2=2CO（FeF
9、e2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出出渣渣口口 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 提供热量提供热量例题：用例题：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少论上可以炼出纯铁多少?解：设理论上可以炼出的纯铁质量为解：设理论上可以炼出的纯铁质量为x x 160 2561000t80 X 160 1000t80%256 XX=560t答：可以炼出纯铁答：可以炼出纯铁560t。3CO +Fe2O3 2 Fe +3CO2如果炼出的是含铁为如果炼出的是含铁为96%的生铁多少？的生铁多少？生铁的质量生铁的质量560t 96%=583t可以炼出生铁铁可以炼出生铁铁583t。练习练习：1、冶炼、冶炼2000t含杂质含杂质3的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少的磁铁矿石的质量是多少?