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课题3：金属资源的利用和保护
人教版 初中化学
第八单元 金属和金属材料
第1课时 金属资源的利用
金属在自然界中的存在
课题3 金属资源的利用和保护
课题3 金属资源的利用和保护
一、地球上的金属资源
地球上的金属资源广乏存在于地壳和海洋中
自然界中以单质形式存在的金
自然界中以单质形式存在的银
少数很不活泼的金属如金、银等以单质形成存在于地壳中
含铁的矿石
含铝的矿石
含铜的矿石
大部分金属以化合物形式存在于地壳的矿石中
课题3 金属资源的利用和保护
金属元素在地壳中含量
元素名称 质量分数 % 元素名称 质量分数 %
铝 7.73 镁 2.00
铁 4.75 锌 0.008
钙 3.45 铜 0.007
钠 2.74 银 0.00001
钾 2.47 金 0.0000005
课题3 金属资源的利用和保护
工业上是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼出金属的
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，
其中 钨、钼、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地位。
人类每年要提取数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域
提取量最大的金属是铁
课题3 金属资源的利用和保护
二、金属资源的利用
三、铁的冶炼
春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器
从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料
我国古代炼铁图
课题3 金属资源的利用和保护
一氧化碳还原氧化铁
课题3 金属资源的利用和保护
【CO还原氧化铁实验装置及原理】
课题3 金属资源的利用和保护
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
玻璃管里，粉末由红棕色变成黑色，试管里澄清石灰水变浑浊
1. 加热前要先通一阵CO，赶走玻璃管中的空气，以免发生爆炸
2. 要将尾气中的CO烧掉或用气球收集起来，防止污染空气
3. 停止加热后，要通CO至玻璃管冷却，以防生成的铁又被氧化
【实验现象】
【注意事项】
工业炼铁
课题3 金属资源的利用和保护
工业炼铁
铁矿石
焦炭
石灰石
原料：
铁矿石提供铁，
焦炭提供热量和制造还原剂CO，
石灰石将矿石中的二氧化硅转变成炉渣
课题3 金属资源的利用和保护
设备：
高炉
产品：
生铁
四、含杂质问题的计算
例：用 1000t 含氧化铁 80% 的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96%
的生铁的质量是多少？
已知条件
① 铁矿石质量1000t
② 铁矿石中含氧化铁80%
③ 生铁中含铁96%
要求问题
生铁的质量
涉及化学反应
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
课题3 金属资源的利用和保护
解题步骤
第一步 由铁矿石的质量求出氧化铁的质量
第二步 根据化学方程式由氧化铁质量求出纯铁的质量
第三步 由纯铁的质量求出生铁的质量
1000t ⅹ 80% ＝ 800t
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
160
112
800t
X
160
112
800t
X
=
X
= 560t
560t÷96% = 583t
课题3 金属资源的利用和保护
解
1000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
1000t ⅹ 80% ＝ 800t
设800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为X
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
160
112
800t
X
160
112
800t
X
=
X
= 560t
生铁的质量为：560t÷96% = 583t
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁583t.
完整解答
课题3 金属资源的利用和保护
生铁 ＝ 纯铁 ÷ 生铁中纯铁的含量
氧化铁 ＝ 铁矿石 × 铁矿石中氧化铁的含量
课题3 金属资源的利用和保护
【练一练】
某钢铁厂每天需消耗5000t含 Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是多少？
课题3 金属资源的利用和保护
解
5000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
5000t ⅹ 76% ＝ 3800t
设3800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为X。
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
160
112
3800t
X
160
112
3800t
X
=
X
= 2660t
生铁的质量为：2660t÷98% ≈ 2714t
答：理论上可以炼出含铁98%的生铁2714t.
【练一练】
2. 冶炼 2000t 含杂质3%的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石质量是多少？
课题3 金属资源的利用和保护
解
2000t 含杂质 3% 的生铁中含纯铁质量为：
2000t ⅹ( 1－3% ) ＝ 1940t
设需要磁铁矿石的质量为X。
4CO +Fe3O4 3Fe +4CO2
高温
232
168
1940t
90%X
X
≈ 2977t
答：需要磁铁矿石的质量是2977t。
168
232
1940t
=
90%X
1．下列物质的颜色不是黑色的是（ A ）
A. Fe2O3 B. Fe3O4 C. MnO2 D. CuO
课堂练习
课题3 金属资源的利用和保护
2. 人类的生活和生产都离不开金属。下面对金属的利用不是由金属活动性
决定的是（ D ）
A. 用铁回收含银废液中的银 B. 用锌与稀硫酸反应制取氢气
C. 古代金银制品能保存至今 D. 用铝合金制作门窗框架
3. 甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图。下列叙述
中正确的是( A )
A. 炼铁的主要原理是：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
B. 乙图炼铁中原料焦炭的作用是只提供热量
C. 甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯
D. 两图中得到的铁是完全相同的
课题3 金属资源的利用和保护
课堂练习
4. 下列设计中不符合实验设计意图的是 ( B )
A. 验证CO具有还原性 B. 验证生成物CO2的密度比空气大
C. 验证CO和Fe2O3的反应需要加热 D. 防止有毒的CO气体对空气的污染
课题3 金属资源的利用和保护
课堂练习
(1) 反应：①Fe2O3+3CO 2Fe+3CO，②Fe2O3+3C 2Fe+3CO
5. 工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：
已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为 0.03%~2%
属于置换反应的是 ② ，用于高炉炼铁的原理是 ① （填序号）
(2) 炼铁的固体原料需要粉碎，其目的是 增大反应接触面积，加快反应速率
课题3 金属资源的利用和保护
课堂练习
（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是 N2
炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3)，其中硅元素的化合价是 +4价 。
（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是 使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低
生铁中碳含量 。将钢锭轧成钢板，体现了金属的 延展 性。
课题3 金属资源的利用和保护
课堂练习
（1）铁矿石：赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 磁铁矿 Fe3O4
（2）铝矿石：铝土矿 Al2O3
6. 写出下列矿石主要成分的化学式
课题3 金属资源的利用和保护
课堂练习
课题3 金属资源的利用和保护
天天识记
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
4CO +Fe3O4 3Fe +4CO2
高温
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
