课题3　金属资源的利用和保护

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,课题,3,金属资源的利用和保护,人类生活离不开金属,金属元素在自然界中的存在形式（,1,）,单质：,少数化学性质较不活泼的金属，如金、银、铜等,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存在的银,金属元素在自然界中的存在形式（,2,）,化合物：,化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠和钙等,闪锌矿,孔雀石,金属元素在地壳中的含量,元素名称,质量分数,/%,元素名称,质量分数,/%,铝（,Al,）,7.73,镁（,Mg,）,2.00,铁（,Fe,）,4.75,锌（,Zn,）,0.008,钙（,Ca,）,3.45,铜（,Cu,）,0.007,钠（,Na,）,2.74,银（,Ag,）,0.00001,钾（,K,）,2.47,金（,Au,）,0.0000005,资料,赤铁矿,黄铁矿,FeS,2,菱铁矿,FeCO,3,Fe,2,O,3,矿石,:,工业上把能用来提炼金属的矿物。,磁铁矿,Fe,3,O,4,铁矿石,孔雀石,Cu,2,(OH),2,CO,3,赤铜矿,Cu,2,O,黄铜矿,CuFeS,2,辉铜矿,Cu,2,S,铜,矿,石,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、钛、锡、锑,等储量居世界前列，,铜、铝、锰,等储量在世界观上也占有重要志地位。,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,用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是,铁,。,现象：,红色,粉末变成,黑色,，澄清的石灰水变浑浊。,点燃尾气有,蓝色,火焰,一氧化碳还原氧化铁,实验室,相关的化学方程式：,Fe,2,O,3,+ 3CO 2Fe + 3CO,2,CO,2,+ Ca(OH),2,CaCO,3,+ H,2,O,2CO + O,2,2CO,2,点燃,高温,用酒精灯点燃尾气的作用是,防止一氧化碳污染空气,一,.,铁的冶炼,先通,CO,后点灯，防止通入的一氧化碳与玻璃管中的空气混合在加热时发生爆炸。,实验结束时，先熄灯后停,CO,，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中,的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。,操作中应注意些什么？,1,、先通,CO,还是先点灯？为什么？,2,、先熄灭灯还是先停止通,CO,？为什么？,1,、原料：,黄铁矿,FeS,2,赤铁矿,Fe,2,O,3,菱铁矿,FeCO,3,磁铁矿,Fe,3,O,4,2,、原理：,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,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,高温,石灰石、,铁矿石,焦炭、空气,3,、设备：高炉,化学方程式：,70%,48.27%,46.67%,72.41%,含铁量,一,.,铁的冶炼,工业上,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,高炉是个竖直的,圆筒形,炉子，炉壳用,钢板,制成，内部用,耐火砖,作衬里。炼铁的主要原料是,铁矿石、焦炭、石灰石和空气,。,高温下，用还原剂（主要是一,氧化碳,）从铁矿石里把铁还原出来,工业上,工业上,炼铁时各物质的作用,：,石灰石,：把杂质转化为炉渣,焦炭,：燃烧放热提高炉温，并将生成的,CO,2,还原为具有还原性的,CO,，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是,CO,，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。,有关杂质问题的计算,例,1000t,含氧化铁,80%,的赤铁矿石，理论上可炼出含铁,96%,的生铁的质量是多少？,解：氧化铁的质量,：,1000t 80% =800t,设：理论上可炼出铁的质量为,X,Fe,2,O,3,+3CO = 2Fe+3CO,2,160 2X56,800 X,800t x=560t,256 x,高温,=,折合为含铁,96%,的生铁的质量为,560t96%=583t,答：,1000t,可炼出生铁为,583t,。,练习：要炼出含杂质,3%,的生铁,2000,吨，需要含四氧化三铁质量分数为,90%,的磁铁矿石多少？,解：铁的质量,：,2000t(1-3%) =1940t,设：可炼出四氧化三铁的质量为,X,Fe,3,O,4,+4CO = 3Fe+4CO,2,232 168,X 1940t,高温,232 x x=2679t,168 1940t,=,折合为磁铁矿石的质量为,2679t90%=2977t,答：磁铁矿石的质量为,2977t,。,小结：,1、有关化学方程式的计算都是纯净物的计算，要把含杂质 物质的质量换算成纯净物的质量,2、有关工业炼铁的原理，特别在实验室中用CO还原金属氧化物需要注意的问题。,