1、PAGE 金屬資源的利用和保護（基礎）撰稿：熊亞軍 審稿：于洋【學習目標】1.知道一些常見的金屬（鐵）等礦物；掌握煉鐵的原理及有關含雜質物質的化學方程式的計算。2.了解防止金屬生銹的簡單方法，知道廢棄金屬對環境的污染，認識回收金屬的重要性?！疽c梳理】要點一、幾種常見的金屬礦物1.地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，除金、銀等少數很不活潑的金屬有單質形式存在外，其余都以化合物的形式存在。2.幾種常見的金屬礦物的名稱和主要成分見下表：金屬礦物赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦主要成分Fe2O3FeS2FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S【要點詮釋】1.金屬元素在地殼中的含量由大到小：鋁

2、鐵鈣、鈉鉀鎂。2.工業上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。在自然條件下，鐵、鋁等金屬無單質存在，因為這些金屬的活動性較強，會與氧氣、水等作用生成化合物。3.人類最先使用銅，而后鐵，使用鋁只有一百多年的歷史，主要與三種金屬的化學性質、冶煉難易有關。要點二、工業煉鐵工業上冶煉鐵的原料、主要反應原理、主要設備見下表：（高清課堂金屬資源的利用和保護一）原料鐵礦石、焦炭、石灰石等主要反應原理在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。其主要反應原理為(以赤鐵礦為例)：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2主要設備高爐【要點詮釋】1.鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程。（1）在高爐中焦

3、炭的作用是提供熱量和生成還原劑一氧化碳。C+O2CO2 （放熱反應）C+CO22CO （2）石灰石的作用是除SiO2等雜質，將礦石中的SiO2轉化為爐渣CaSiO3。 CaCO3CaO+CO2CaO+ SiO2CaSiO3（3）冶煉過程中的主要化學方程式：C+O2CO2 C+CO22CO Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO22.高爐煉出的鐵是生鐵，主要成分是鐵，還含有C、P、S等元素，所以生鐵是鐵和其它元素的合金。要點三、一氧化碳還原氧化鐵的實驗探究1.實驗裝置：2.反應的化學方程式(煉鐵的原理)：Fe2O3+3CO2Fe+3CO23.實驗步驟：（1）檢查裝置的氣密性。（2）將適量的氧化

4、鐵粉末放入玻璃管內，并固定裝置。（3）向玻璃管內通入一氧化碳氣體，并點燃酒精燈。（4）待裝置內的空氣完全排凈后，點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱。（5）當玻璃管內紅色粉末變為黑色時，停止加熱。（6）待玻璃管內的固體冷卻至常溫后，停止通入一氧化碳氣體，并熄滅酒精燈。4.實驗現象：紅色粉末逐漸變為黑色，澄清的石灰水變渾濁，尾氣燃燒產生藍色火焰?！疽c詮釋】實驗注意事項：1.先通入一氧化碳氣體的目的：排凈裝置內的空氣，防止一氧化碳與空氣混合，加熱時發生爆炸。2.實驗完畢后繼續通入一氧化碳氣體，直到玻璃管冷卻的目的：防止高溫下的鐵與空氣接觸被氧化。同時，還可防止試管內的澄清石灰水被倒吸。3.尾氣的處理：尾氣中

5、的一氧化碳有毒，所以尾氣要經過處理，可點燃使其生成無毒的二氧化碳氣體。4.若實驗中沒有酒精噴燈，也可用酒精燈代替，不過要在火焰上加一個金屬網罩，使火力更加集中，提高溫度。要點四、含雜質物質的化學方程式的計算 化學方程式所表示的都是純凈物發生化學變化時的相互關系，生成物也是純凈物的各物質之間的質量關系，但實際上絕對純凈的物質是沒有的。因此當參與反應或生成的是含雜質的物質時，必須先把含有雜質的物質換算成純物質的量，才能進行計算。而實際煉鐵中所用的礦石是不純的，煉出的生鐵也是不純的，因此進行有關計算時要注意換算。計算公式：【要點詮釋】1.化學方程式所表達的物質間的質量關系都是參加反應的純凈物間的關系

6、。2.做題時要重視審題，看清題目中所給的質量分數是純度還是雜質的質量分數。如用200t含雜質20%的赤鐵礦石用于煉鐵，參加反應的純凈物不是200t20%，而是200t(1-20%)。3.純物質和不純物質之間的關系：純物質的質量不純物質的質量純度。要點五、金屬資源的保護和利用1.鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法（1）鐵生銹的條件：鐵與水、氧氣同時接觸。（2）防止鐵生銹的方法： 保持鐵制品表面的潔凈和干燥。在鐵制品表面形成保護膜：刷漆、涂油、鍍一層其它金屬、在鐵制品表面形成致密的氧化物保護膜。改變鐵制品的內部結構，制成不銹鋼。2.保護金屬資源的有效途徑為：（高清課堂金屬資源的利用和保護二、2）（1）防止金

7、屬銹蝕。（2）廢舊金屬的回收利用。（3）合理有效的開采礦物。（4）尋找金屬的替代品等?！疽c詮釋】1.鐵銹的主要成分是氧化鐵（Fe2O3）。2.鐵銹與鋁、鋅表面的氧化膜不同，前者疏松，后者致密?！镜湫屠}】類型一、考查金屬的冶煉及有關計算1.工業煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐，在高溫下通入空氣進行一系列反應把鐵還原出來。(1)赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)在高爐里反應生成單質鐵的化學方程式是 。(2)請計算5000t含氧化鐵84的赤鐵礦中，氧化鐵的質量是_t?！敬鸢浮浚?）Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2 （2）4200 t【解析】（1）煉鐵的原理就是用還原劑CO，把鐵從鐵的

8、氧化物中還原出來。（2）5000t含氧化鐵84的赤鐵礦中，純的氧化鐵的質量是5000t844200t?！究偨Y升華】化學方程式中各物質間的質量關系都是純物質的質量，不純物質要先換算成純物質的量，再進行計算。舉一反三：【變式】（2011.武漢市）實驗室里，用如右圖所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質。關于該實驗，下列說法錯誤的是（ ） A. 實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應有二氧化碳生成B. 實驗結束時，玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，該產物不一定是鐵C. 反應后，取玻璃管中的固體物質加入稀鹽酸有氣體產生，證明一定有鐵生成D. 該實驗不用增加尾氣處理

9、裝置【答案】D類型二、考查金屬資源的保護和利用2.金屬材料在生產、生活中有著廣泛的應用。(1)人類每年從自然界提取大量的金屬，其中提取量最大的是鐵。用赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)和一氧化碳煉鐵的化學方程式為_。(2)金屬礦物的儲量有限，而且不能再生，所以保護金屬資源尤為重要。保護金屬資源的有效途徑是_（答出兩條即可)?！敬鸢浮?1) Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2(2)防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物、尋找金屬的代用品等。【解析】一氧化碳和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳；保護金屬資源的途徑有防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物、尋找金屬的代用品等?！究偨Y升

10、華】要記住煉鐵的原理、了解金屬材料和金屬資源的保護方法。3.（2011桂林市）下列認識不正確的是（ ） A鋼是很純的鐵 B鐵銹的主要成分是Fe2O3C隔絕空氣和水可以防止鐵生銹 D被腐蝕的鐵制品應該加以回收【答案】A【解析】鋼是含有少量碳及其它金屬的鐵；鐵生銹是鐵與氧氣、水共同作用的結果?！究偨Y升華】生鐵（含碳量為2%4.3%）和鋼（含碳量為0.03%2%）都是鐵合金。4.（2011大連市）鋁、銅、鐵是生活中常見的金屬。(1)鋁在空氣中具有很好的抗腐蝕性能的原因是 。(2)用銅制電線主要是利用銅具有良好的 性。(3)鐵制品銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的 發生了化學反應。防止鐵制欄桿銹蝕的一種方法是 ?！敬鸢浮浚?）鋁在空氣中氧化表面形成致密的氧化物薄膜 （2）導電性（3）水、氧氣 刷漆【解析】鐵與氧氣、水同時接觸就會生銹。防止鐵制品腐蝕?！究偨Y升華】要了解常見金屬的性質、用途及防護方法等。舉一反三：【變式1】（2011山東） 為預防自行車生銹，下列做法中不合理的是（ ） A車