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课题3 金属资源的利用和保护(上)
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一、金属资源概述
1. 少数很不活泼的金属以单质形式存在,如金、银等。
2. 绝大多数金属以化合物形式存在,如Fe、Cu、Al等。
3. 常见的金属矿石及其主要成分
金属矿石
赤铁矿
黄铁矿
菱铁矿
铝土矿
黄铜矿
辉铜矿
主要成分
Fe2O3
FeS2
FeCO3
Al2O3
CuFeS2
Cu2S
4. 我国矿物储量居世界前列。
5. 人类每年要提取数以亿吨的金属用于工农业生产和其他领域,其中提取量最大的是铁。
二、铁的冶炼
1. 实验室用CO还原氧化铁杨sir化学,侵权必究
冶炼原理
利用CO和Fe2O3反应,在高温下,把铁从铁矿石中还原出来。
实验装置
与仪器
酒精喷灯、直玻璃管、
试管、玻璃导管、
铁架台、胶塞、酒精灯
实验步骤
①检查装置气密性;②装入药品并固定装置;③通入纯净的CO;
④点燃酒精喷灯加热;⑤停止加热;⑥停止通入CO。
实验现象
红棕色粉末逐渐变黑;澄清石灰水变浑浊;尾气燃烧产生蓝色火焰。
相关反应
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓+ H2O
2CO + O2 2CO2
思考与交流
(1)为什么要先通CO一段时间,再加热?
(2)实验完毕,熄灭酒精喷灯后为何还要继续通CO至冷却?
(3)为什么要用酒精灯点燃尾气?
(4)酒精喷灯、酒精灯的点燃、熄灭顺序是?杨sir化学,侵权必究
(5)如何检验该实验生成了铁单质?
2. 工业炼铁
设备
炼铁高炉
高炉炼铁示意图
原料
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
石灰石作用
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2↑
相关反应
C + O2 CO2 CO2 + C 2CO
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
产物
生铁(含碳)杨sir化学,侵权必究
三、炼铁的相关计算
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,应考虑到杂质问题。
1. 纯净物质的质量 = 含杂质物质的总质量×纯度
2. 含杂质物质的总质量 = 纯净物质的质量÷纯度杨sir化学,侵权必究
举个例子
【例题】用1000 t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?
【解】1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为:1000 t×80%=800t
设:800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
160 112
800t x
=
x= 560 t
折合成含铁96%的生铁的质量为:560 t÷96%=583t
答:用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁583t。
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题型一:金属元素的存在形式杨sir化学,侵权必究
【变1】从化学的角度对下列诗句、成语进行解释,错误的是
A.“点石成金”—化学反应改变了元素种类
B.“满架蔷薇一院香”—分子在不停地运动
C.“热胀冷缩”—粒子间的间隙发生变化
D.“沙里淘金”—金在自然界中可以单质形式存在
题型二:常见金属矿石的成分杨sir化学,侵权必究
【例2】下列矿石与其主要成分对应不一致的是
A.磁铁矿—FeCO3 B.铝土矿—Al2O3
C.赤铁矿—Fe2O3 D.黄铁矿—FeS2
题型三:实验室炼铁杨sir化学,侵权必究
【例3】下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是
A.炼铁用赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C.硬质玻璃管中红色固体变为黑色
D.实验过程中澄清石灰水变浑浊
【例4】如图是实验室中模拟炼铁的实验装置,完成下列问题
(1)实验过程中先进行的是________。(填“加热”或“通一氧化碳”)
(2)写出A中反应的化学方程式:________,可观察到的现象是________;
(3)B中观察到的现象是________,B中反应的化学方程式是________;
(4)该装置的不足之处是________。
题型四:工业炼铁杨sir化学,侵权必究
【变5】黄铁矿(主要成分为二硫化亚铁[FeS