8.3金属资源的利用和保护-2022-2023学年九年级化学人教版下册

第八单元 金属和金属材料 金属资源的利用和保护 元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/% 铝(Al) 7.73 镁(Mg) 2.00 铁(Fe) 4.75 锌(Zn) 0.008 钙(Ca) 3.45 铜(Cu) 0.007 钠(Na) 2.74 银(Ag) 0.000 01 钾(K ) 2.47 金(Au) 0.000 000 5 金属元素在地壳中的含量 新课导入 金属资源存在的方式: 少数很不活泼的金属(Au、Ag)以单质形式存在,大多数金属以化合物的形式存在。 金属资源的存在: 广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中。 我国是已知矿物种类较齐全的少数国家之一。(钨、钼、钛、锡等储量居世界前列;铜、铝等储量也很高) 我国的矿产资源: 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 几种重要的金属 赤铁矿(主要成分是Fe2O3) 黄铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 1.金属资源的存在:_。 2.金属元素在地壳中的含量:排在前两位的是_、_。 3.自然界中金属的存在形式:_、_。 4.以化合物形式存在的金属具体表现为:_。 5.我国矿物种类和储量情况:_。 铝 铁 地壳和海洋 单质 化合物 矿石 齐全、丰富 知识要点小结: 7 一、实验室炼铁的原理: 利用一氧化碳与氧化铁的反应 二、实验室炼铁的步骤: 1、连接并检查装置的气密性 2、装入药品并固定装置 3、向玻璃管中通入CO一会儿 4、点燃酒精灯 5、点燃酒精喷灯 6、熄灭酒精喷灯 7、停止通入CO 8、熄灭酒精灯 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 红色的Fe2O3变成黑色,同时澄清的石灰水变浑浊,尾气处产生蓝色火焰, 分析 一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)与二氧化碳 反应式 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 8 2、我国现代炼铁(高炉炼铁)。 1、我国古代炼铁(生熟炼铁炉)。 铁的冶炼 工业炼铁的原理: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里还原出来。 工业炼铁的原料:铁矿石、焦炭、石灰石等。 工业炼铁的设备:高炉。 焦炭的作用:是燃烧放出热量为炼铁提供高温,并产生CO作还原剂 铁矿石:提供铁元素。 石灰石:将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少? 解:氧化铁的质量: 1000t× 80% =800t 设:理论上可炼出铁的质量为X Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 160 112 800t X 160 X 112 800t X = 560t 折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t 答:1000t可炼出生铁为583t。 160 X =11 2 × 800t 含杂质的物质的化学方程式的计算: 列比例时,一定要用纯量。 不纯物质、纯物质、纯度之间的关系: m(纯) = m(不纯 )×纯度 m(不纯) = m(纯) ÷ 纯度 练习:要炼出含杂质3%的生铁2000吨,需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少? Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 高温 解:需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为X 232 3×56 X ·90% 2000t × (1-3%) 232 3×56 X ·90% 2000t × (1-3%) X=2977t 答:磁铁矿石的质量为2977t。 作业:P22 3、4 1、为避免一氧化碳污染空气,并回收利用一氧化碳,方框中连接的是C和D,导管接口的连接顺序a→ → → 。 C装置中NaOH的作用是 。 2、实验开始时,应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”),目的是 。 3、实验进行一段时间后,玻璃管A中出现的现象为 ,反应方程式为 。 4、除CO外,还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。 某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理,装置如下图所示。请回答有关问题: d b e 除去残余的二氧化碳 先通一氧化碳再加热 赶尽玻璃管内的空气,防止加热爆炸 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 C或H2 固体由红棕色变成黑色 实验室模拟冶炼的注意事项 加热前要通入一段时间的CO,排尽硬质试管中的空气(防止爆炸)。 酒精喷灯要“迟到早退”(防止氧化)。 尾气处理(烧掉):CO有毒(防止污染空气)。 1.原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气 2.设备:高炉 3.反应原理: C+O2 CO2 CO2+C 2CO Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CaCO3 CaO+CO2 ↑ CaO+SiO2 CaSiO3 工业炼铁 实际生产中,所用原料或产物一般都含有杂质,如何进行计算? 讨论