資源簡介

(共22張PPT)
知道金屬在自然界存在的形式及常見的金屬礦物。
理解鐵的冶煉方法和原理。
金屬的存在形式
以單質形式存在的金
以單質形式存在的銀
地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
金屬礦物及其冶煉
含銅的礦石主要有黃銅礦、孔雀石、輝銅礦等，它們都具有引人注目的顏色。
銅是人類最早使用的金屬之一。
銅礦石
金屬銅
銅礦石
金屬銅
高溫
2CuO+C ===== 2Cu+CO2↑
C得氧被氧化，發(fā)生氧化反應
CuO失氧被還原，發(fā)生還原反應
還原反應
定義：含氧化合物中的____被奪去的反應屬于還原反應。
氧
金屬元素在地殼中含量
元素名稱 質量分數(shù)/%
鋁（Al） 8.2
鐵（Fe） 5.6
鈣（Ca） 4.2
鈉（Na） 2.4
鉀（K ） 2.1
大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以億噸計的金屬，用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他領域。其中，提取量最大的是鐵。
常見的金屬礦石及其主要成分
赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）
磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）
菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）
鋁土礦（主要成分是Al2O3 ）
黃銅礦（主要成分是CuFeS2）
輝銅礦（主要成分是Cu2S ）
理論上最適宜煉鐵的兩種鐵礦石是什么？理由？
菱鐵礦（主要成分是FeCO3 )
黃鐵礦（主要成分是FeS2）
（1）這兩種礦石含鐵量高（質量分數(shù)大）；
（2）含硫等“有害元素”少，冶煉時產(chǎn)生的污染小。
赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）
磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）
實驗藥品
實驗儀器
實驗裝置
一氧化碳還原氧化鐵實驗
氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳氣體
鐵架臺（2套）、硬質玻璃管、單孔橡皮塞（2個）、酒精噴燈、酒精燈、試管、雙孔橡皮塞、導氣管若干
檢查裝置氣密性
裝藥品，固定儀器
通入CO氣體
驗純后點燃酒精燈
熄滅酒精燈
冷卻后停止通CO
反應結束后熄滅酒精噴燈
點燃酒精噴燈
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
實驗結論
氧化鐵在高溫下被CO還原成單質鐵，同時產(chǎn)生CO2。
現(xiàn)象 化學方程式
紅棕色粉末變成_______
澄清的石灰水_________
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
黑色
變渾濁
Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2
為什么要先通一段時間CO，再加熱Fe2O3
排盡裝置內的空氣，防止加熱發(fā)生爆炸
2. 為什么要先停止加熱，待物質冷卻后再停止通CO？
石灰水倒吸使硬質玻璃管破裂
防止鐵粉再次被氧化
3.尾氣處理：方法____________
目的：________________
點燃或收集
防止CO污染空氣
工業(yè)煉鐵
原料
鐵礦石：
焦炭：
空氣：
石灰石：
提供鐵元素
提供還原劑，提供能量
提供反應所需氧氣
除去鐵礦石中的SiO2轉化為爐渣
實驗原理：把_____________________一起加入高爐，在高溫下，利用爐內反應生成的 的還原性，把鐵從氧化鐵中還原出來。
鐵礦石、焦炭、石灰石
CO
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
1.石灰石的作用是什么？
使有礦石中二氧化硅轉變成爐渣而除去。
2.工業(yè)上用該方法得到的是純鐵嗎？
不是，高爐煉得的鐵里含有2%~4.3%的碳，以及少量磷和硫，因而是鐵的合金—生鐵。它硬而脆，不利于加工。所以，人們還要把生鐵放在煉鋼爐里，吹進氧氣治煉，使其含碳量降至0.03%~2%，并除去磷、硫等雜質，所得產(chǎn)品稱為鋼。
思考與交流
〈一題多解〉100 t 含氧化鐵質量分數(shù)為80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量是(　　)
A．56 t　　 B．58.3 t　 　C．70 t　 　D．72.9 t
方法一：利用關系式法解答。
氧化鐵中的鐵全部轉移到生鐵中，則有Fe2O3～2Fe，設可得到含鐵96%的生鐵的質量為x，則
Fe2O3　 ～ 　2Fe
160 112
100 t×80% 96%x
160∶112＝(100 t×80%)∶(96%x)
x≈58.3 t
B
含雜質物質的計算
實際生產(chǎn)中，所用原料或產(chǎn)物一般都含有雜質，如何進行計算？
方法二：利用守恒法解答。
氧化鐵中的鐵全部轉移到生鐵中，
則有100 t×80%×160÷112÷96%≈58.3 t。
方法三：利用轉化法計算。
設可煉出含鐵96%的生鐵的質量為x。
Fe2O3＋3CO ==== 2Fe＋3CO2
160 112
100 t×80% 96%x
160∶112＝(100 t×80%)∶(96%x)
x≈58.3 t
高溫
C
1. 下列有關金屬的說法，正確的是（ ）
A．多數(shù)金屬以單質的形式存在
B．在地殼中含量最高的金屬元素是鐵
C．常見的鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦
D．人類每年從自然界提取量最大的金屬是鋁
2. 下列關于工業(yè)煉鐵的敘述不正確的是（ ）
A．煉鐵的設備是高爐
B．煉鐵得到的產(chǎn)品是生鐵
C．煉鐵過程中加入石灰石的目的是將礦石中二氧化硅轉化為爐渣
D．煉鐵原料中焦炭的主要作用：一是燃燒提供高溫；二是作為還原劑還原氧化鐵
D
(3)盛有澄清石灰水的試管中發(fā)生的反應是: 。
(2)圖中尾氣處理的目的是： 。
防止有毒的CO氣體污染大氣　
CO2＋Ca(OH)2==CaCO3↓＋H2O　
3.如圖是一氧化碳與氧化鐵反應裝置的示意圖：
(1)寫出圖中硬質玻璃管內反應的化學方程式：_________________________。
(4)實驗前“通入CO”與“開始加熱”的先后順序是 ；實驗后“停止通入CO”與“停止加熱”的先后順序是______________________。
先通入CO后加熱
先停止加熱再停止通CO
Fe2O3＋3CO 3CO2＋2Fe　
4.某鋼鐵廠每天需消耗5 000 t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石，該廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e 98%的生鐵的質量是多少？（Fe-56 C-12 O-16）
解：由5000t含氧化鐵76%的赤鐵礦，則氧化鐵的質量為5000t×76%=3800t；
設可煉得鐵的質量為x，則：
Fe2O3+3CO===3CO2+2Fe
高溫
160 112
3800t x
x=2660t
則可得含鐵98%的生鐵的質量是2660t÷98%≈2714.3t．
答：該廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e 98%的生鐵的質量約是2714.3t．
5.冶煉2 000 t含雜質3%的生鐵，需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石的質量是多少？
解：冶煉得到的生鐵的質量為2 000 t×(1- 3%) =1 940 t。
設需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石的質量為x
Fe3O4+4CO===4CO2+3Fe
高溫
232 168
x 1 940 t
x≈2 679.05 t
則可得含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦的質量為：2 679.05 t÷90%≈2 976.72 t。
答：該廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e 98%的生鐵的質量約是2 714.3 t。

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