(共34张PPT)
金属资源的利用和保护
第一课时
化学元素周期表中镧系元素——镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，以及与镧系15个元素密切相关的两种元素——钪和钇共17种元素，称为稀土元素，简称稀土。
课 前 阅 读
金矿石（主要成分为Au）
自然界中的金属资源
银矿石（主要成分为Ag）
赤铁矿石（主要成分为Fe2O3）
磁铁矿石（主要成分为Fe3O4）
菱铁矿石（主要成分为FeCO3）
铝土矿石（主要成分为Al2O3）
黄铜矿石（主要成分为CuFeS2）
辉铜矿石（主要成分为Cu2S）
金属资源的存在形式：不活泼的金属如金、银主要以单质形式存在；其他大部分金属以化合物的形式存在。
我国矿物种类齐全，矿物储量丰富，其中钨、钼、钛、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位。
虽说我国矿物种类比较齐全、矿物储量比较丰富，但由于多种因素的影响，我国主要矿产品进口量呈逐年上升趋势。随着我国经济高速发展，对矿产资源需求增长很快，主要矿产资源短缺的态势日益明显。如果地质勘探无重大突破，在21世纪，我国矿产资源将出现全面紧缺的局面。
我国的金属资源
1．冶炼历史
我国在春秋战国时期就会冶铁和炼钢
《天工开物》记载，该图名称为“生熟炼铁炉”。该图包括两部分，右边为冶炼生铁部分，左边为冶炼熟铁部分。
铁的冶炼
《天工开物》记载古代冶炼金属的口诀——摘录
贵者黄金贱者铁，
皆待淘洗入炉炼。
生铁撒泥炒则熟，
生熟相合锤成钢。
钢铁作为经济发展、人民生活和国防建设最重要的基础材料，标志着一个国家的综合国力 。
特殊钢是重大装备制造、重大工程建设、战略性新兴产业及国防先进武器所需的核心、关键材料，是一个国家综合竞争力的标志。
在高温条件下，用一氧化碳还原氧化铁。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
在高温条件下，用一氧化碳还原铁的氧化物。
2．炼铁的反应原理
3．实验室炼铁
操作要点：先通CO，排尽装置中的空气后加热；反应结束，应先停止加热，至完全冷却后再停止通入CO。
实验现象：玻璃管里的粉末由红色逐渐变为黑色；试管里的澄清石灰水变浑浊。
实验装置：
原料：铁矿石（以赤铁矿和磁铁矿为主）
焦 炭（生成一氧化碳的主要原料）
石灰石（将矿石中的SiO2转变为炉渣）
4．工业炼铁
示例：用1000t含Fe2O380％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量是多少？
分析：在进行化学方程式的计算中，一定要用纯物质的量来进行计算。因此，本题可分为三步进行计算。
第一步：计算赤铁矿石中氧化铁的质量；
第二步：计算氧化铁反应后生成铁的质量；
第三步：根据铁的质量计算生铁的质量。
有关杂质的计算
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为
1000t×80%=800 t
设：800t氧化铁理论上可炼出铁的质量为x。
160 112
800t x
折合为含铁96%的生铁的质量为
560 t÷96%＝583 t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁583t。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
160
800 t
112
x
x＝560 t
练习：冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少？
总结：在进行化学方程式的计算中，一定要用纯物质的量来进行计算。因此，含杂质的计算一般做法如下。
第一步：将杂质转化成纯物质的质量；
第二步：依据化学方程式，根据已知物质的质量计算未知物质的质量；
第三步：将纯物质转化成杂质物质的质量。
一、金属的存在形式：单质态和化合态。
二、铁的冶炼
1．铁的冶炼历史：我国在春秋战国时期就能冶铁和炼钢；
2．实验室用一氧化碳还原氧化铁（实验现象、注意事项）；
3．工业炼铁（原料、设备、反应原理、产物）。
三、有关杂质的计算
化学方程式中的计算，一定要以纯物质的质量来进行计算！
互动与交流
1．元素的存在形式有两种，下列物质中氧元素的存在形式，有一种与其他三种不同的是（ ）
A．氧化铁 B．氧气 C．硫酸铜 D．水
B
课堂练习
2．从金属的含量、对环境的影响等角度考虑，下列矿物最适宜作为炼铁原料的是（ ）
A．70%的赤铁矿石（主要成分Fe2O3）
B．70%的磁铁矿石（主要成分Fe3O4）
C．70%的菱铁矿石（主要成分FeCO3）
D．70%的黄铜矿石（主要成分CuFeS2）
B
3．工业炼铁的主要反应原理是（ ）
A．碳和氧气在高温条件下反应生成二氧化碳
B．碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳
C．碳和氧化铁在在高温条件下反应生成铁和二氧化碳
D．一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳
D
4．对下列实验过程中的实验现象叙述错误的是（ ）
A．一氧化碳燃烧，产生蓝色火焰
B．石灰水由澄清变浑浊
C．红色的氧化铁逐渐变为银白色
D．点燃酒精喷灯，剧烈燃烧，放出大量的热
C
5．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：
（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程
______________________________________________；
（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现是 ；
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
石灰水变浑浊
（3）实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是：___________________________________________________________________________________________________。
（4）图示装置存在的缺陷是_________________；
未处理尾气
在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声， 证明空气已经排尽
课后作业：见学案
课后探究：稀土资源的战略意义；
高炉炼铁过程当中会发生哪些反应？
预习下一节新课的内容，将你生活中看到的铁生锈图片发到老师信箱。
课堂作业
