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1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第一课时第一课时图图8-16 8-16 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金图图8-17 8-17 自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外在外,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。金属的存在形式：金属的存在形式：单质单质(少数，如金和银少数，如金和银)化合物化合物(大多数，如各种铁矿石大多数，如各种铁矿石)赤铁矿（赤铁矿（主要成分是主要成分是Fe2O3）菱铁矿（主要成分是菱铁
2、矿（主要成分是FeCO3）图图8-18常见的矿石常见的矿石硫铁矿硫铁矿(主要成分是主要成分是FeS2)磁铁矿（磁铁矿（主要成分是主要成分是Fe3O4）图图8-18常见的矿石常见的矿石辉铜矿（主要成分是辉铜矿（主要成分是Cu2S）黄铜矿（主要成分是黄铜矿（主要成分是CuFeS2）铝土矿铝土矿主要成分是主要成分是Al2O3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
3、量：金属元素在地壳中含量：一、一、铁的冶炼铁的冶炼：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8-19我国古代炼铁图我国古代炼铁图原料：铁矿石、焦炭、石灰石原料：铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温1.1.工业炼铁：工业炼铁：反应的化学方程式：反应的化学方程式：CO是还原剂；是还原剂；Fe2O3是氧化剂是氧化剂原理：原理：焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO,CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。的铁还原出来。设备：炼铁高炉设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+
4、3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2C2CO 高温高温C+O2CO2点燃点燃现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色的红色的Fe2O3变成黑色，同时产生变成黑色，同时产生的气体的气体使澄清的石使澄清的石灰水变浑浊灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色黑色)与二氧化碳与二氧化碳2.2.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气【实验实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温证明产物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有
5、气泡或加稀盐酸有气泡)实验步骤：实验步骤：.按下图组装仪器，按下图组装仪器，并检查其气密性。并检查其气密性。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把硬质玻璃管接入装置系统中，把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯处的酒精灯(或用气球收集或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。并观察装置中所发生的变化。当红棕色粉末已转变成
6、黑色后，当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。被氧化。一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁必须在必须在封闭封闭的硬质玻的硬质玻管中进行，管中进行，防止一氧防止一氧化碳污染空气化碳污染空气。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、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。3.含杂质的物质的化学方
7、程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温解：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t80%800t。设设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160112800tX160800t=112XX560t折合含铁折合含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%58
8、3t(纯化杂纯化杂)答：答：1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可炼出含的赤铁矿石，理论上可炼出含铁铁96%的生铁为的生铁为583t。或设或设800t氧化铁理论上可以炼氧化铁理论上可以炼含铁含铁96%的生铁的生铁质量为质量为X。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温160112800tX96%160:112800t:X96%X583t(杂化纯杂化纯)设需含设需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x。解：解：生铁中含纯铁：生铁中含纯铁：3000t(15%)=2850t.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2160112X85%2850t高温高温160X85%=1122850tX4790t答答：该该3000t生铁中含纯铁生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。1.【06自贡自贡】某炼钢厂日产含杂质某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t，试计，试计算：算：该该3000t生铁中含纯铁多少吨？生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）少吨？（计算结果保留整数）练习：练习：