1、第九單元第九單元 金屬金屬三、三、 金屬礦物及其冶煉金屬礦物及其冶煉自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀 除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外在外, ,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。金屬的存在形式：金屬的存在形式：?jiǎn)钨|(zhì)單質(zhì)( ( 少數(shù)，如金和銀少數(shù)，如金和銀) )化合物化合物( ( 大多數(shù)，如各種鐵礦石大多數(shù)，如各種鐵礦石) )赤鐵礦（主要成分是赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）菱鐵礦（主要成分是菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）常見的礦石常見的礦石硫鐵礦硫鐵礦(主要成分是

2、主要成分是FeS2 )磁鐵礦（主要成分是磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）常見的礦石常見的礦石輝銅礦（主要成分是輝銅礦（主要成分是Cu2S） 黃銅礦（主要成分是黃銅礦（主要成分是CuFeS2） 鋁土礦主要成分是鋁土礦主要成分是Al2O3 元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2. 74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005地殼中含量最多的金屬是地殼中含量最多的金屬是AlAl！金屬元素在地殼中含量：金屬元素在地殼中含量：現(xiàn)象現(xiàn)象分析分析反應(yīng)式反應(yīng)式尾氣處理尾氣處理紅色的紅色的F

3、e2O3變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生的氣體的氣體使澄清的使澄清的石灰水變渾濁石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉( (灰黑色灰黑色) )與二氧化碳與二氧化碳工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或用氣球收集尾氣用氣球收集尾氣【實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)探究91】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡 )CO是還原劑是還原劑實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟： . .按下圖組裝儀器，按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。并檢查其氣密性

4、。把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通入一氧化碳?xì)怏w先通入一氧化碳?xì)怏w排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口處的酒精燈處的酒精燈(或用氣球收集或用氣球收集)，防止一氧化碳污染空氣。待排盡，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點(diǎn)燃酒精噴燈，后，點(diǎn)燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化。并觀察裝置中所發(fā)生的變化。當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，停止加熱，再通入一停止加熱，再通入一會(huì)兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止

5、會(huì)兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。被氧化。一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵必須在必須在封閉封閉的硬質(zhì)玻的硬質(zhì)玻管中進(jìn)行，管中進(jìn)行，防止一氧防止一氧化碳污染空氣化碳污染空氣。小結(jié)小結(jié)工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫在這個(gè)反應(yīng)中，氧化鐵中的氧被一氧化碳在這個(gè)反應(yīng)中，氧化鐵中的氧被一氧化碳奪去，鐵被還原出來，奪去，鐵被還原出來，一氧化碳是還原劑一氧化碳是還原劑。像這樣，含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)像這樣，含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)屬于還原反應(yīng)。屬于還原反應(yīng)。 在在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)實(shí)際生產(chǎn)時(shí), ,所用的原料或產(chǎn)物一般都含所用的原料或產(chǎn)物一般都

6、含有雜質(zhì)有雜質(zhì), ,在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí)在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí), ,應(yīng)考慮到雜質(zhì)應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。問題。不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：列比例時(shí)，一定要用純量。列比例時(shí)，一定要用純量。含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：m(純純) = m(不純不純 )純度純度m(不純不純) = m(純純) 純度純度例題：用例題：用1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫解：解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)

7、量為赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t 80%800t。設(shè)設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為X。160 112800t X160800t=112XX560t折合含鐵折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為560t 96%583t(純化雜純化雜)答：答： 1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵鐵96%的生鐵為的生鐵為583t?；蛟O(shè)或設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉氧化鐵理論上可以煉含鐵含鐵96%的生鐵的生鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫160 112800t X9

8、6%160 :112800t :X96% X583t(雜化純雜化純)設(shè)需含設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：解：生鐵中含純鐵：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 112160 X 85% 2850t 高溫高溫160X 85%=1122850tX4790t答答：該該3000 t生鐵中含純鐵生鐵中含純鐵2850t。該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石為的赤鐵礦石為4790t。1.某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵的生鐵3000t，試計(jì)

9、算：，試計(jì)算：該該3000 t生鐵中含純鐵多少噸？生鐵中含純鐵多少噸？該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多的赤鐵礦石多少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）練習(xí)：練習(xí)：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。下圖是課堂中模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。 （1）寫出圖中標(biāo)有序號(hào)的儀器名稱）寫出圖中標(biāo)有序號(hào)的儀器名稱 ， 。 (2)實(shí)驗(yàn)過程中，先要進(jìn)行的是實(shí)驗(yàn)過程中，先要進(jìn)行的是_ 。（填。（填或或）加熱加熱 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ， B中觀察到的現(xiàn)象是中觀察

10、到的現(xiàn)象是_ 。 (4)該裝置的不足之處是該裝置的不足之處是 。鐵架臺(tái)鐵架臺(tái)試管試管Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫高溫沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水變渾濁澄清的石灰水變渾濁 3.右下圖是金屬活動(dòng)性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素右下圖是金屬活動(dòng)性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au約約6000年前年前約約200年前年前約

11、約600年前年前約約2500年前年前選擇編號(hào)填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因選擇編號(hào)填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是是 ；目前鋁在多個(gè)領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其；目前鋁在多個(gè)領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要主要原原因是因是 。鋁的密度小鋁的密度小 鋁很活潑鋁很活潑 地殼中鋁的含量高地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜鋼鐵的冶煉是人類文明的一個(gè)重要標(biāo)志。鋼鐵的冶煉是人類文明的一個(gè)重要標(biāo)志。右圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)右圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)方程式方程式 ；能證明產(chǎn)；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：物中有鐵粉的方法是： 。 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡) 3CO+ Fe