| 金属资源的利用和保护（1） |
主讲： 化学高级教师 舒宝生
引入：地球上的金属资源是有限的，故我们需要对其进行合理的利用和有效的保护。
一、常见的矿石
工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
展示：
思考：
1、你能说出几种常见矿石的主要成分吗？
矿石
赤铁矿
磁铁矿
黄铁矿
铝土矿
主要成分
2、Fe2O3、Fe3O4、FeS2、FeO炼铁，哪一种矿石较好？
（1）FeS2炼铁过程中会产生SO2，污染空气；
（2）Fe2O3、Fe3O4、FeO中含铁元素的质量分数由大到小的关系为：FeO＞Fe3O4＞Fe2O3。
二、铁的冶炼
说明：炼铁的原理是利用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
展示：一氧化碳还原氧化铁的装置图：
现象：红色粉末逐渐变为黑色粉末，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
方程式：Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
实验注意事项：（1）用酒精喷灯加热；（2）尾气处理。
思考：若将氧化铁换成四氧化铁，主要化学方程式怎样？
Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2
展示：
总结：工业炼铁
1、原料：铁矿石、焦炭、 石灰石、空气
2、主要反应：
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2
过渡：工业炼铁是利用焦炭与氧气反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。
3、其它反应
C＋O2
CO2； CO2＋C
2CO
石灰石：将矿石中的SiO2转变为炉渣。
焦炭：①产生热量；②产生一氧化碳。
4、设备：高炉
5、产品：生铁
展示：
思考：为什么高炉的出渣口比出铁口高？
炉渣的密度比生铁的密度小。
三、含杂质物质的化学方程式的计算
注意问题：
1、化学方程式能表达的都是纯净物之间的质量关系。
2、当化学反应中的物质含有杂质时，先把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。
例1、用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？
解：
1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为
1000t×80%=800t
设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
160 2×56
800t x
折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t
答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。
例2、冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨？
解：
2000t含杂质3%的生铁中铁的质量为：
2000t×（1－3%）=1940t
设：需要磁铁矿石的质量为x
Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2
232 168
x×90% 1940t
x=2976.7t
答：需要磁铁矿石的质量为2976.7t。
例3、含杂质25%的大理石20g与足量的盐酸反应，（杂质与盐酸不反应）可生成二氧化碳多少克？
解：
20g大理石中含CaCO3的质量为：20g×（1-25%）=15g
设可生成二氧化碳的质量为x
CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
15g x
x=6.6g
答：可生成二氧化碳6.6g。
例4、工业上以大理石和赤铁矿为主要原料可以制取B和G，其转化关系如下图所示，已知D、G的主要成分为单质。试回答下列问题：
（1）写出工业制取的两种物质的化学式：
B__________、G__________。
（2）写出下列反应的化学方程式：
反应②：__________；
反应③：__________；
检验气体C：__________。
答案：
（1）CaO； Fe
（2）CO2＋C
2CO
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O
例5、如下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
（1）写出图中标有序号的仪器名称：
①__________；②__________。
（2）实验过程中，先要进行的是__________。(填Ⅰ或Ⅱ)
Ⅰ．加热 Ⅱ．通一氧化碳
（3）A、B中反应的化学方程式分别是____________________。B中观察到的现象是____________________。
（4）该装置的不足之处是__________。
解析：
掌握炼铁的实验原理。
答案：
（1）铁架台；试管
（2）Ⅱ
（3）3CO＋Fe2O3
2Fe＋3CO2；
CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；澄清石灰水变浑浊
（4）没有尾气处理装置
总结：
一、常见的矿石
二、铁的冶炼
1、原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
2、主要反应
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2
三、含杂质物质的化学方程式的计算
- 返回 -
