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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1课时
金属资源的利用
日常生活和工农业生产中，金属制品的使用越来越多，越来越广泛
制造这些用品的金属，在地球上是怎样分布？怎样存在？怎样获取的呢？
新课导入
学习目标
1.了解金属的存在形式,记住常见金属矿物的主要成分.
2.记住工业冶炼金属铁的方法(反应原理、原料、设备等)
3.会进行含有杂质的化学方程式的有关计算.
一、地球上的金属资源
地球上的金属资源广泛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
自主学习
含
铁
的
矿
石
大部分金属以化合物形式存在于地壳的矿石中
自主学习
赤铁矿:
.
磁铁矿:
.
菱铁矿:
.
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
一、地球上的金属资源
自主学习
大部分金属以化合物形式存在于地壳的矿石中
含铝的矿石：
。
含铜的矿石
Al2O3
一、地球上的金属资源
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
自主学习
一、地球上的金属资源
如何把矿物中的金属提炼出来呢？
二、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
自主学习
【1.炼铁原理】
利用一氧化碳与铁的氧化物反应来制取铁的
自主学习
二、铁的冶炼
与赤铁矿：
与磁铁矿：
Fe2O3
+
3CO
2Fe
+3CO2
高温
Fe3O4
+
4CO
3Fe
+4CO2
高温
一氧化碳还原氧化铁
实验探究
A
B
C
实验探究
二、铁的冶炼
【2.实验装置】
A处反应：
。
B处反应：
。
C处反应：
。
3CO
+Fe2O3
2Fe
+3CO2
高温
CO2
+
Ca(OH)2
CaCO3
↓
+H2O
2CO
+O2
2CO2
点燃
A
B
C
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
3CO
+Fe2O3
2Fe
+3CO2
高温
二、铁的冶炼
红色
黑色
实验探究
实验现象
二、铁的冶炼
实验探究
加热前要先通一阵CO，排出玻璃管中的空气，以免发生爆炸
要将尾气中的CO烧掉或用气球收集起来，防止污染空气
停止加热后，要通CO至玻璃管冷却，以防生成的铁又被氧化
A
B
C
注意事项
工业炼铁方法:
铁矿石、焦炭和石灰石
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。
二、铁的冶炼
实验探究
设备：
高炉
二、铁的冶炼
实验探究
工业炼铁方法:
工业炼铁
实验探究
三、含杂质的化学方程式计算
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
有关化学反应
3CO
+Fe2O3
2Fe
+3CO2
高温
合作探究
分析:
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（x）
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
合作探究
三、含杂质问题的化学方程式计算
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.
解题格式:
合作探究
三、含杂质问题的化学方程式计算
纯铁＝生铁×生铁中纯铁的质量分数
氧化铁＝铁矿石
×
铁矿石中氧化铁的质量分数
合作探究
三、含杂质问题的化学方程式计算
解题注意事项:
【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？
合作探究
三、含杂质问题的化学方程式计算
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.
合作探究
三、含杂质问题的化学方程式计算
【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？
合作探究
三、含杂质问题的化学方程式计算
2000t
含杂质
3%
的生铁中含纯铁质量为：
解：
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
168
232
1940t
=
90%X
X
≈
2977t
答：需要磁铁矿石的质量是2977t。
2.
把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。
3.
在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产
量时，应注意杂质问题。
3CO
+Fe2O3
2Fe
+3CO2
高温
4CO
+Fe3O4
3Fe
+4CO2
高温
1.
金属的存在形式:金属除了金、银等少数不活泼的金属以单质形式存在外，其余的都是以化合物的形式存在。
我的收获
1.(2019年广西百色)地壳中含量最多的金属元素是（
）
A.钙元素
B.硅元素
C.铝元素
D.铁元素
课堂演练
C
中
考
链
接
2.(重庆市)在实验室用如图所示的装置模拟炼铁。下列说法正确的是（
）。
A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B.应先加热?
Fe2O3
，再通入?CO
C.实验中红棕色粉末逐渐变黑色
D.气体通过澄清石灰水后可直接排放
课堂演练
中
考
链
接
C
3.(福建省)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，反应原理为
。若该厂日产含铁1.4×104t的生铁，至少需要含Fe2O3
80%的赤铁矿多少吨？(要求写出计算过程)
课堂演练
中
考
链
接
3CO
+Fe2O3
2Fe
+3CO2
高温
课堂演练
中
考
链
接
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
Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2
160
112
x
×80%
1.4×104t
112x×80%=160×1.4×104t
x=2.5×104t
答:(略)
高温
4.
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（
）
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
课堂演练
D
5.
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
课堂演练
（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
课堂演练
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《8.3.1金属资源的利用》同步练习
1.下列铁矿石的主要成分为Fe2O3的是(
)。
A.赤铁矿?
B.磁铁矿
C.菱铁矿?
D.黄铁矿
2.工业炼铁会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是(
）。
A.CO?
B.Fe2O3
C.CO2?
D.Fe
3.下列物质中，属于工业炼铁的主要原料是(
)。
①铁矿石?②焦炭?③一氧化碳?④石灰石
⑤空气
A.①③④⑤?
B.①②⑤
C.①②④⑤?
D.②③④
4.一氧化碳还原氧化铁的实验如图所示。下列有关说法不正确的是(
）。
A.实验开始时应先通入CO后加热氧化铁
B.实验中，玻璃管内的黑色粉末变为红棕色
C.实验中，广口瓶内的澄清石灰水变浑浊
D.点燃或收集尾气可防止一氧化碳污染空气
5.炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示。
请回答下列问题：
（1）生铁属于
（填“混合物”或“纯净物”）
（2）工业炼铁的设备是
。
（3）原料焦炭的作用是
。
（4）反应②是
（填“吸热”或“放热”）反应，反应③的化学方程式为
。
6.某钢铁厂日产含杂质4%的生铁100t，试计算该厂每天至少需含Fe2O380%的赤铁矿多少吨？(计算结果精确到0.1t)
7.某化学兴趣小组的同学在老师指导下，探究用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如图所示。回答下列问题：
甲
乙
(1)实验开始前检验
，以防爆炸。
(2)实验时，观察到澄清石灰水
。
(3)实验甲中，点燃酒精灯②的目的是
。实验时应先点燃酒精灯
，实验结束时应先熄灭酒精灯
。（填“①”或“②”）
(4)与实验甲相比，实验乙的主要优点是
。
(5)实验结束后，检验玻璃管内有铁生成的方法是
（任写一种方法即可）。
（6）酒精灯上加网罩的目的是
。
（7）如果改用磁铁矿（主要成分：Fe3O4）炼铁，则发生反应的化学方程式为
。
8.(重庆市)在实验室用如图所示的装置模拟炼铁。下列说法正确的是(
）。
A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B.应先加热Fe2O3，再通入CO
C.实验中红棕色粉末逐渐变黑色
D.气体通过澄清石灰水后可直接排放
9.(福建省)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2。若该厂日产含铁1.4×104t的生铁，至少需要含Fe2O380%的赤铁矿多少吨？(要求写出计算过程)
《8.3.1金属资源的利用》同步练习参考答案
1.下列铁矿石的主要成分为Fe2O3的是(
A
)。
A.赤铁矿?
B.磁铁矿
C.菱铁矿?
D.黄铁矿
2.工业炼铁会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是(
B
）。
A.CO?
B.Fe2O3
C.CO2?
D.Fe
3.下列物质中，属于工业炼铁的主要原料是(
C
)。
①铁矿石?②焦炭?③一氧化碳?④石灰石
⑤空气
A.①③④⑤?
B.①②⑤
C.①②④⑤?
D.②③④
4.一氧化碳还原氧化铁的实验如图所示。下列有关说法不正确的是(
B
）。
A.实验开始时应先通入CO后加热氧化铁
B.实验中，玻璃管内的黑色粉末变为红棕色
C.实验中，广口瓶内的澄清石灰水变浑浊
D.点燃或收集尾气可防止一氧化碳污染空气
5.炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示。
请回答下列问题：
（1）生铁属于
混合物
（填“混合物”或“纯净物”）
（2）工业炼铁的设备是
高炉
。
（3）原料焦炭的作用是
提供热量和制取一氧化碳
。
（4）反应②是
吸热
（填“吸热”或“放热”）反应，反应③的化学方程式为
Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2
。
6.某钢铁厂日产含杂质4%的生铁100t，试计算该厂每天至少需含Fe2O380%的赤铁矿多少吨？(计算结果精确到0.1t)
解:100t
生铁中含铁的质量为：100t
×
96%
＝
96t
设需含Fe2O380%的赤铁矿的质量为X
Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2
160
112
x
×80%
96t
112x×80%=160×96t
x=171.4t
答:(略)
7.某化学兴趣小组的同学在老师指导下，探究用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如图所示。回答下列问题：
甲
乙
(1)实验开始前检验
CO的纯度
，以防爆炸。
(2)实验时，观察到澄清石灰水
变浑浊
。
(3)实验甲中，点燃酒精灯②的目的是
点燃尾气，防止空气污染
。实验时应先点燃酒精灯
②
，实验结束时应先熄灭酒精灯
①
。（填“①”或“②”）
(4)与实验甲相比，实验乙的主要优点是
节约燃料
。
(5)实验结束后，检验玻璃管内有铁生成的方法是
用磁铁吸引（加入稀盐酸，有气泡）
（任写一种方法即可）。
（6）酒精灯上加网罩的目的是
集中火力
。
（7）如果改用磁铁矿（主要成分：Fe3O4）炼铁，则发生反应的化学方程式为
Fe3O4+4CO
====
3Fe+4CO2
。
8.(重庆市)在实验室用如图所示的装置模拟炼铁。下列说法正确的是(
C
）。
A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B.应先加热Fe2O3，再通入CO
C.实验中红棕色粉末逐渐变黑色
D.气体通过澄清石灰水后可直接排放
9.(福建省)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2。若该厂日产含铁1.4×104t的生铁，至少需要含Fe2O380%的赤铁矿多少吨？(要求写出计算过程)
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
Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2
160
112
x
×80%
1.4×104t
112x×80%=160×1.4×104t
x=2.5×104t
答:(略)
基础不倒翁
尾气
能力过山车
中考体验区
②
高温
基础不倒翁
尾气
高温
高温
能力过山车
②
高温
中考体验区
高温
高温
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《8.3.1金属资源的利用》导学案
1.知道一些常见的金属(铁、铝等)的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行相关计算。
1.几种常见的金属矿物。
(1)存在：除少数很不活泼的金属如
等以
的形式存在。?其余金属都以
的形式存在。
(2)常见的金属矿物(主要成分)：赤铁矿(
)、磁铁矿(
）铝土矿(?
)、菱铁矿(FeCO3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)。?)。
2.一氧化碳还原氧化铁的实验。
(1)实验装置：
(2)实验原理：?(用化学方程式表示)。
。
(3)实验现象：玻璃管中
色的氧化铁逐渐变为
色，试管中的澄清石灰水变
，尾气燃烧产生
色火焰。
3.工业炼铁。
(1)主要设备：
。
(2)原料：
、
、石灰石和空气等。
(3)主要反应。
①产生还原剂：C+O2
=====
、CO2+C
====
。
②生成铁：
、
。
4.含杂质物质的化学反应的计算。
进行含杂质物质的化学反应的计算时，要先把不纯的反应物(或生成物)的质量换算成纯净物的质量，再代入化学方程式进行计算。换算公式：
纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数。
[探究]用一氧化碳作还原剂炼铁实验的先与后：
1.
先检查装置气密性，后通入气体。2.先通入CO，后加热(以排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸)。
3.先点燃酒精灯，后点燃酒精喷灯(烧掉
尾气中的CO，防止CO污染空气)。
4.
实验完毕，先停止加热，后停止通入
CO(一是防止生成的铁在较高温度下重新被空气中的氧气氧化，二是防止试管内的液体倒吸入玻璃管，造成玻璃管炸裂)。
1.(重庆市)在实验室用如图所示的装置模拟炼铁。下列说法正确的是(
）。
A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B.应先加热Fe2O3，再通入CO
C.实验中红棕色粉末逐渐变黑色
D.气体通过澄清石灰水后可直接排放
2.(福建省)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2。若该厂日产含铁1.4×104t的生铁，至少需要含Fe2O380%的赤铁矿多少吨？(要求写出计算过程)
[课堂演练参考答案]
1.C
2.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
Fe2O3+3CO
====
2Fe+3CO2
160
112
x
×80%
1.4×104t
112x×80%=160×1.4×104t
x=2.5×104t
答:(略)
学习目标
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