课题三金属资源的利用和保护刘圩初中 杨再东

人类生活离不开金属

一.金属元素在自然界中的存在金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的 金属(如铂、金、银等)有单质形式存在；

其余大多数以化合物 的形式存在。金属化合物 在自然界中以矿物的形 式存在。

铝 7.73% 铁 4.75% 钠

镁2.00%

2.74%

含有矿物的岩石称为矿

石铁矿石等都是常见的矿石

钙 3.45%

钾2.47%

图5—2 地壳中金属的百分含量

常见几种金属矿物的成分

磁铁矿 Fe3O4

褐铁矿

赤铁矿 Fe2O3

Fe2O3· XH2O

赤铜矿 Cu2O

孔雀石 Cu2(OH)2CO3

赤铁矿

黄铁矿

菱铁矿

铝士矿

黄铜矿

辉铜矿

二.铁的冶炼

1.实验室用一氧化碳还原氧化铁证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡 )

现象分析反应式

红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的 石灰水变浑浊 一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高温

尾气处理 ①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气

实验步骤：

①.按下图组装仪器，并检查其气密性。 一氧化碳还原氧化铁 必须在封闭的硬质玻 管中进行，防止一氧 化碳污染空气。

②把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。 ③把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体 排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口 处的酒精灯(或用气球收集),防止一氧化碳污染空气。待排尽 后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。 ④当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一 会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。

2.工业炼铁：原料：铁矿石、焦炭、石灰石

⑴原理： 焦炭在高温条件下跟O2反应生成CO, CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中 的铁还原出来。 反应的化学方程式： Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 CO是还原剂； Fe2O3是氧化剂高温

赤铁矿(主要成分Fe2O3)

磁铁矿(主要成分Fe3O4)

70%

72.4%

想一想： ⑴ 你认为哪种矿石最不适宜作为 工业炼铁的原料？ ⑵ 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 ， 氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？

菱铁矿(主要成分FeCO3) 黄铁矿(主要成分FeS2)

48.3%

46.7%

原料

(Fe2O3)高炉气体① 产生一氧化碳 ② 提供热量

将铁矿石中的 SiO2转变为炉渣 高炉气体

⑶ Fe2O3 + 3CO ===== 2Fe + 3CO2高温 点燃

高温

⑵ C + CO2 === 2CO ⑴ C + O2 === 2CO2

出铁口

炉渣 生铁

出渣口

补充：炼钢

例:某钢铁厂每天需要消耗1000t含氧化铁80% 的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁 96%的生铁多少吨？

解：设每天可以炼出的生铁质量为XFe2O3 + 3CO ===== 2Fe + 3CO216

0 1000t 160 112 112 X高温

=

1000t X

X =700t 答：该厂理论上每天可以炼出含铁96%的生铁700吨。

刚刚显示的计算方法有哪些错误？