8.3 金属资源的利用和保护（第1课时）---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

第八单元　金属和金属材料 课题 3　金属资源的利用和保护（第 1 课时） 新课导入 　　生活中常见的一些金属制品 Fe 铁锅 Fe、Al 汽车 Fe、Ni 曲别针 Al、Mg 共享单车 Fe、Cr、Ni 保温杯 Cu 电线 新知探究 　　地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、银等有单 质形式存在（如下图），金属多以化合物的形式存在。 金 银 自然界中以单质形式存在的金和银 新知探究 赤铁矿（主要成分是 Fe2O3） 磁铁矿（主要成分是 Fe3O4） 铝土矿（主要成分是 Al2O3） 赤铜矿（主要成分是 Cu2O） 金红石（主要成分是 TiO2） 软锰矿（主要成分是 MnO2） 一些金属矿石 　　金属矿物 　　大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的。 矿产名称 单位 2023 年储量 铁　矿 矿石 亿吨 169.17 铝土矿 矿石 万吨 70 752.22 锰 矿 矿石 万吨 26 129.79 锌　矿 金属 万吨 5 992.71 铜　矿 金属 万吨 4 064.79 金　矿 金属 吨 3 203.77 银　矿 金属 吨 66 866.44 新知探究 　　我国金属矿物种类比较齐全，矿物储量也很丰富。 数据源自《中国矿产资源报告 2024 》 新知探究 　　如何利用金属资源？ 矿石中的金属化合物 金属单质 提炼 新知探究 　　以矿石为原料提炼金属，其中，提炼量最大的是？　　——铁 赤铁矿（主要成分是 Fe2O3） 磁铁矿（主要成分是 Fe3O4） 一些铁矿石 《天工开物》记载的 我国古代炼铁示意图 北京首钢园 新知探究 铁制易拉罐 铁锅 建筑行业使用的钢铁材料 生活中的一些铁制品 新知探究 　　铁的冶炼 　　 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 　　该反应被应用于实际生产时，生产工艺和生产设备需要注意哪些问题？ 炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁反应，其化学方程式如下： 新知探究 　　原料的选择——资源丰富的天然物质 铁矿石 焦炭 煤 空气 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 C＋CO2 2CO 高温 C＋O2 CO2 高温 新知探究 　　　　　　　　　　炼铁过程中主要的化学反应 微弱放热 吸热 大量放热 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 C＋CO2 2CO 高温 C＋O2 CO2 高温 新知探究 　　条件的获得——放热明显、成本低廉 铁矿石 焦炭 空气 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 C＋CO2 2CO 高温 C＋O2 CO2 高温 大量放热 新知探究 　　设备与工艺——原料中的杂质 赤铁矿（主要成分是 Fe2O3） 铁矿石中的石英（SiO2） 　　对生铁产品的品质有严重影响，可与石灰石反应形成炉渣除去。 新知探究 　　设备与工艺——提高 CO 的利用率 　　适当增加炉体高度，延长反应物接触时间 　　热空气密度较小， 从下方鼓入 剩余 CO 回收利用 　　赤铁矿石、焦炭和石灰石密度较大，粉碎后从上方加入 新知探究 炼铁高炉及炉内主要化学反应示意图 　　赤铁矿石、焦炭和石灰石从上方加入 热空气从下方鼓入 液态的铁从下方流出 高炉气体回收利用 炉渣从下方排出 新知探究 新知探究 　　含杂质的计算 　　用 1 000 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（计算结果保留一位小数）？ 　　相对原子质量：C 12　O 16　Fe 56 新知探究 　　在实际生产时，炼铁所用的原料或所得的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。 宝钢炼铁高炉 新知探究 　　含杂质的计算 　　用 1 000 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（计算结果保留一位小数）？ 　　相对原子质量：C 12　O 16　Fe 56 　　【解】1 000 t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 　　　　　　　　　　　1 000 t×80%＝800 t 新知探究 　　　设：800 t 氧化铁理论上可以炼出的铁的质量为 x。 160 2×56 800 t x ＝ x ＝ ＝560 t 2×56×800 t 160 　　　折合为含铁 96% 的生铁的质量为：560 t÷96%＝583.3 t 　　　答：理论上可以炼出含铁 96% 的生铁的质量是 583.3 t。 设 写 列 解 答 160 800 t 2×56 x Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 新知探究 　　稀土资源的利用和保护 　　稀土元素是储量较少的一类金属元素的统称，有“工业的维生素” 的美誉，是重要的战略资源，广泛应用于新能源、新材料、航空航天、 电子信息等尖端科技领域。 徐光宪（1920—2015） 　　徐光宪院士，2008 年度国家最高科学技术奖 获得者。徐光宪和他的团队研发了稀土分离技术， 使我国能够自主分离稀土产品，打破了发达国家 在国际稀土市场上的垄断地位。 新知探究 　　到目前为止，我国的稀土储量居世界第一位，稀土的年生产量和年 消费量也都居世界前列。 　　稀土资源是不可再生的，过度开采会面临枯竭。我国针对稀土资源 开采已有相应的措施，如制定并实施了稀土行业发展规划，对稀土出口 实行配额管理等。 利用金属资源的同时，也要注意对金属资源进行保护！ 课后任务 　　查阅资料，了解我国的稀土储量、稀土生产量，以及我国稀土资源 的合理利用与保护，并与同学交流。 Lavf57.83.100 $$