内容正文:
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
金属活动性顺序表:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
导入新课(第1课时)
单质
多数金属都以化合物形式存在
少数很不活泼的金属如Au、Ag等有单质形式存在
知识点 1 常见的金属矿物
赤铁矿(主要成分是Fe2O3 )
磁铁矿(主要成分是Fe3O4)
铝土矿(主要成分Al2O3)
硫铁矿(主要成分是FeS2 )
都是混合物
知识点 2 一氧化碳还原氧化铁实验
铁的化合物
铁(单质)
1.原理:
Fe2O3 + CO Fe + CO2
高温
铁的冶炼(实验室)
CO的还原性
3
3
2
角标联想配平
红棕固
气
黑末固
气
2.装置:
查
装
定
通(CO/N2)
点(后)
点(前)
CO有可燃性,要排尽空气再点燃(防爆炸)
红棕色固体变黑
澄清石灰水变浑浊
3CO +Fe2O3 2 Fe +3CO2
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
尾气处理装置
2CO + O2 2CO2
点燃
· 防止污染空气
· 也可以用小气球收集起来
CO有还原性(炼铁)、可燃性(防爆炸)、毒性(尾气处理)
·实验结束
先熄灭酒精喷灯;
继续通CO,直到装置冷却,最后熄灭尾部的酒精灯。
防止高温下的铁与氧气接触又被氧化成Fe2O3;也能防止石灰水倒吸使试管炸裂
知识点 3 工业炼铁
原料:赤铁矿、焦炭、石灰石 设备:高炉
石灰石:将矿石中不要的成分转换为炉渣
焦炭:提供CO、燃烧提供热量
(1) C + O2 === CO2
点燃
(2)C + CO2 === 2CO
高温
⑶ Fe2O3 + 3CO ===== 2Fe + 3CO2
高温
·工业炼铁,产物是生铁,是混合物(含杂质)
知识点 4 含杂质物质的计算
混合物(含杂质)和纯净物的转换关系:
纯净物质量 = 混合物质量 x 物质质量分数%
【例】用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁多少 t ?
纯净物
混合物
纯净物
混合物
Fe2O3 + 3CO ===== 2Fe + 3CO2
高温
解:设炼出生铁的质量是x。
Fe(纯)=生铁(混)x 80%
= x·96%
氧化铁 Fe2O3(纯)
= 赤铁矿(混)x 80%
= 1000 t x 80%
160 112
1000t×80% x·96%
160 112
800t 0.96x
x = 583 t
答:炼出生铁的质量是583 t。
【学以致用】
要炼出含杂质3%的生铁2000吨,需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少?
Fe3O4 + 4CO ===== 3Fe + 4CO2
高温
解:需要磁铁矿石的质量为x。
232 168
x ·90% 2000t×(1-3%)
232 168
0.9x 1940 t
x = 2977 t
答:需要磁铁矿石的质量为2977 t。
Fe(纯)=生铁(混)x (1-3%)
= 2000t×(1-3%)
Fe3O4(纯)= 磁铁矿(混)x 90%
= x ·90%
◆ 铁的冶炼
1.原料:焦炭、石灰石、铁矿石
2.原理:
在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
◆ 涉及杂质问题的计算
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,应注意杂质问题。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
课堂小结
导入新课(第2课时)
金属锈蚀到底与哪些因素有关呢?
知识点 1 金属锈蚀的条件和防护
【探究】金属锈蚀的条件
一半蒸馏水
一半空气
纯蒸馏水
无空气
纯空气
无水分
干燥剂:生石灰或无水氯化钙
现象 结论
1
2