内容正文:
金属资源的利用和保护
【学习目标】
1.知道一些常见的金属(铁)等矿物;掌握炼铁的原理及有关含杂质物质的化学方程式的计算。
2.了解防止金属生锈的简单方法,知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性。
【要点梳理】
要点一、几种常见的金属矿物
1.地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。
2.几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表:
金属矿物
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
【要点诠释】
1.金属元素在地壳中的含量由大到小:铝铁钙、钠钾镁。
2.工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。在自然条件下,铁、铝等金属无单质存在,因为这些金属的活动性较强,会与氧气、水等作用生成化合物。
3.人类最先使用铜,而后铁,使用铝只有一百多年的历史,主要与三种金属的化学性质、冶炼难易有关。
要点二、工业炼铁
工业上冶炼铁的原料、主要反应原理、主要设备见下表:
原 料
铁矿石、焦炭、石灰石等
主要反应
原理
在高炉中焦炭的作用是提供热量(碳和氧气反应生成二氧化碳,放热),二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳。
C+CO2 2CO
Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
主要设备
高炉
【要点诠释】
1.铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。
(1)在高炉中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂一氧化碳。
C+O2CO2 (放热反应)
C+CO2 2CO
(2)石灰石的作用是除SiO2等杂质,将矿石中的SiO2转化为炉渣CaSiO3。
CaCO3CaO+CO2↑
CaO+ SiO2CaSiO3
(3)冶炼过程中的主要化学方程式:
C+O2CO2 C+CO2 2CO Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
2.高炉炼出的铁是生铁,主要成分是铁,还含有C、P、S等元素,所以生铁是铁和其它元素的合金。
要点三、一氧化碳还原氧化铁的实验探究
1.实验装置:
2.反应的化学方程式(炼铁的原理):Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
3.实验步骤:
(1)检查装置的气密性。
(2)将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内,并固定装置。
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