第八單元

金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用與保護第1課時新課導入人類每年要提取數以億噸計的金屬，

用于工農業生產和其他領域。其中，

提取量最大的是鐵。鐵年產量第一0102鋁年產量第二03銅年產量第三新課導入我們使用的這些金屬是從哪里提取出來的?新課導入知識點2常見的金屬礦石課堂教學展示課堂探究閱讀課本P14~P15（16-17），包括圖片和資料，交流討論。回答：1.自然界中金屬一般以什么形式存在？2.常見的鐵礦石、鋁礦石、銅礦石、錳礦石、鈦礦石有哪些？其主要成分是什么？3.工業煉鐵的原理？新課講授地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金銀等有單質形式存在外，其余都以化合物的形式存在。自然界中的幾種礦石以單質形式存在的金屬金Au銀Ag鉑Pt隕鐵Fe新課講授含鐵元素的礦石自然界中的幾種礦石以化合物形式存在磁鐵礦(Fe3O4)赤鐵礦(Fe2O3)菱鐵礦(FeCO3)黃鐵礦(FeS2)新課講授黃銅礦CuFeS2輝銅礦Cu2S孔雀石Cu2(OH)2CO3含銅元素的礦石自然界中的幾種礦石以化合物形式存在赤銅礦Cu2O新課講授鋁土礦Al2O3明礬石KAl(SO4)·12H2O含鋁元素的礦石自然界中的幾種礦石以化合物形式存在含其他元素的礦石金紅石(TiO2)軟錳礦(MnO2)新課講授最早的人工冶鐵制品西周晚期的玉柄鐵劍戰國時期最大的鐵器戰國時期的鐵火盆鐵的冶煉鐵器的使用記載新課講授寶鋼煉鐵高爐煉鐵的記載明代宋應星所著《天工開物》中的我國古代煉鐵圖炒鋼法早在春秋戰國時期，我國就開始生產和使用鐵器。從一世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。比較Fe2O3與Fe組成的差異，用什么方法或試劑去完成鐵的冶煉呢？新課講授怎樣把鐵礦石變成鐵呢?3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑高溫3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫把鐵元素從鐵礦石中提煉出來回顧：得到鐵的化學方程式?工業煉鐵的原理新課講授3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2高溫赤鐵礦石、焦炭和石灰石高爐氣體高爐氣體出鐵口進風口O2N2熱空氣進風口出渣口CO2＋C2CO高溫C＋O2CO2高溫生鐵爐渣鐵的冶煉將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑高溫造氣反應造鐵反應造渣反應①燃燒供熱②提供還原劑CO1.冶煉的原料：2.冶煉的原理：3.冶鐵的設備：4.產品：工業冶煉鐵主要成分CO、CO2、N2鐵礦石焦炭石灰石空氣提供鐵元素提供還原劑CO提供熱量將礦石中的SiO2轉變為爐渣提供反應所需的氧氣高爐生鐵對環境的影響含鐵量高低如果由你來選擇鐵礦石，你會選擇哪種礦石作為煉鐵的原料？黃鐵礦(FeS2)磁鐵礦(Fe3O4)赤鐵礦(Fe2O3)菱鐵礦(FeCO3)討論新課講授因為這兩種礦石含鐵量高(質量分數大)，且含硫等“有害元素”少，冶煉時產生的污染小。常見的鐵礦石中理論上最適宜煉鐵的兩種礦石是什么?理由?赤鐵礦Fe2O3

磁鐵礦Fe3O4最適宜煉鐵的兩種礦石：典例精講【例1】關于工業煉鐵的說法正確的是()A．鐵礦石用于煉鐵是因為含有大量單質鐵B．焦炭的主要作用是不完全燃燒制取COC．在高爐中冶煉出來的是生鐵，不是純鐵D．高爐的尾氣成分為CO，可以直接排放D知識梳理分析工業煉鐵原料、產物是否為純凈物。問題：答：原料和產物都不是純凈物，礦石中含有雜質。在實際生產時，所用的原料或產物一般都含有雜質，在計算用料和產量時，應考慮到雜質問題。【例題】用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少？【分析】題目中共出現三個數據，但都不是純量，這三個數據間的關系為：赤鐵礦石→Fe2O3→Fe→生鐵1000t→1000t×80%→化學方程式計算出純鐵質量→純鐵質量÷96%知識點2有關含雜質物質的計算課堂教學展示課堂探究典例精講【例題】用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少(計算結果保留一位小數)?【解】1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：1601000t×80%＝800t設：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質量為x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫x＝560t112x800t160112800tx＝折合為含鐵96%的生鐵的質量為：560t÷96%＝583.3t答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是5833t。新課講授涉及雜質問題的計算不純物質中純凈物的質量

＝

不純物質的總質量×純度%純度%＝

×100%不純物質中純凈物的質量

不純物質的總質量在實際生產時，所用的原料或產物一般都含有雜質，在計算用料和產量時，應考慮到雜質問題。第二步，依據化學方程式，根據已知純物質的質量計算未知純物質的質量；第一步，將含雜質的物質質量轉化成純凈物的質量；第三步，將純物質轉化成雜質物質的質量。不純物質的質量=不純物質中純凈物的質量

÷純度%含雜質的計算一般做法=1-雜質的質量分數%例

用2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦礦石理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？解析：純物質的質量＝不純物質的質量×純物質的質量分數。含有雜質的物質質量不能直接代入化學方程式中計算，因為雜質沒有參加化學反應。本題也可以根據鐵元素的質量在化學反應前后不變，利用化學式進行計算。課堂教學展示典例剖析解：2000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：2000t×80%=1600t160 2×561600t x1602×561600tx=x=1120t折合為含鐵96%的生鐵的質量為：1120t÷96%≈1166.7t答：理論上可煉出含鐵96%的生鐵1166.7t。設：1600t氧化鐵理論上可以煉出的鐵的質量為x。Fe2O3+3CO

高溫

2Fe+3CO2冶煉2000t含雜質3%的生鐵，需要含Fe3O490%的磁鐵礦石多少噸？解：設需要含Fe3O490%的磁鐵礦石的質量為x2323×56

x·90%答：需要含Fe3O490%的磁鐵礦石2976.7t。2000t×97％

拓展延伸汞

銀HgAg鋅

鐵

錫

鉛(氫)銅ZnFeSnPb(H)Cu鉑

金PtAu

鉀

鈣

鈉

鎂

鋁KCaNaMgAl適用于金屬活動性比較強電解法一般用于金屬活動性順序中鋁及鋁以前的金屬冶煉熱還原法熱分解法適用于金屬活動性弱物理提取密度大，多次淘洗掉礦粒等雜質，便可得到冶煉金屬的方法隨堂演練1．下列生產工藝(或方法)中，沒有化學變化發生的是A．“五糧”釀酒B．紡紗織布C．高爐煉鐵D．工業制備二氧化碳【答案】B隨堂演練2．有關金屬和金屬材料的說法中錯誤的是A．地殼和海洋中，大多數金屬以化合物的形式存在B．常溫下所有的金屬都是固體C．鋁制品耐腐蝕是因為表面生成致密氧化膜D．合金的硬度一般比各成分金屬大【答案】B隨堂演練A．a處 B．b處 C．c處 D．d處【答案】B3.下列說法錯誤的是隨堂演練4．利用如圖所示實驗裝置模擬工業煉鐵。下列說法正確的是A．實驗時應先點燃酒精燈后通COB．充分加熱，a處固體由黑色變為紅色C．b處可用澄清石灰水檢驗生成的CO2D．可用Ca(OH)2