金屬資源的利用和保護(hù)第一課時(shí)化學(xué)元素周期表中鑭系元素——鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥，以及與鑭系15個(gè)元素密切相關(guān)的兩種元素——鈧和釔共17種元素，稱為稀土元素，簡(jiǎn)稱稀土。課前閱讀金礦石（主要成分為Au）自然界中的金屬資源銀礦石（主要成分為Ag）赤鐵礦石（主要成分為Fe2O3）磁鐵礦石（主要成分為Fe3O4）菱鐵礦石（主要成分為FeCO3）鋁土礦石（主要成分為Al2O3）黃銅礦石（主要成分為CuFeS2）輝銅礦石（主要成分為Cu2S）金屬資源的存在形式：不活潑的金屬如金、銀主要以單質(zhì)形式存在；其他大部分金屬以化合物的形式存在。我國(guó)礦物種類齊全，礦物儲(chǔ)量豐富，其中鎢、鉬、鈦、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上占有重要地位。雖說(shuō)我國(guó)礦物種類比較齊全、礦物儲(chǔ)量比較豐富，但由于多種因素的影響，我國(guó)主要礦產(chǎn)品進(jìn)口量呈逐年上升趨勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源需求增長(zhǎng)很快，主要礦產(chǎn)資源短缺的態(tài)勢(shì)日益明顯。如果地質(zhì)勘探無(wú)重大突破，在21世紀(jì)，我國(guó)礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)全面緊缺的局面。我國(guó)的金屬資源1．冶煉歷史我國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就會(huì)冶鐵和煉鋼

《天工開物》記載，該圖名稱為“生熟煉鐵爐”。該圖包括兩部分，右邊為冶煉生鐵部分，左邊為冶煉熟鐵部分。鐵的冶煉《天工開物》記載古代冶煉金屬的口訣——摘錄貴者黃金賤者鐵，皆待淘洗入爐煉。生鐵撒泥炒則熟，生熟相合錘成鋼。鋼鐵作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活和國(guó)防建設(shè)最重要的基礎(chǔ)材料，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力。特殊鋼是重大裝備制造、重大工程建設(shè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及國(guó)防先進(jìn)武器所需的核心、關(guān)鍵材料，是一個(gè)國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的標(biāo)志。在高溫條件下，用一氧化碳還原氧化鐵。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫在高溫條件下，用一氧化碳還原鐵的氧化物。2．煉鐵的反應(yīng)原理3．實(shí)驗(yàn)室煉鐵操作要點(diǎn)：先通CO，排盡裝置中的空氣后加熱；反應(yīng)結(jié)束，應(yīng)先停止加熱，至完全冷卻后再停止通入CO。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：玻璃管里的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏辉嚬芾锏某吻迨宜儨啙?。?shí)驗(yàn)裝置：原料：鐵礦石（以赤鐵礦和磁鐵礦為主）焦炭（生成一氧化碳的主要原料）石灰石（將礦石中的SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣）4．工業(yè)煉鐵示例：用1000t含F(xiàn)e2O380％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵的質(zhì)量是多少？分析：在進(jìn)行化學(xué)方程式的計(jì)算中，一定要用純物質(zhì)的量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。因此，本題可分為三步進(jìn)行計(jì)算。第一步：計(jì)算赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量；第二步：計(jì)算氧化鐵反應(yīng)后生成鐵的質(zhì)量；第三步：根據(jù)鐵的質(zhì)量計(jì)算生鐵的質(zhì)量。有關(guān)雜質(zhì)的計(jì)算解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t×80%=800t設(shè)：800t氧化鐵理論上可煉出鐵的質(zhì)量為x。160112800t

x

折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t÷96%＝583t答：理論上可煉出含鐵96%的生鐵583t。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫160800t112xx＝560t練習(xí)：冶煉2000t含雜質(zhì)3%的生鐵，需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石多少？總結(jié)：在進(jìn)行化學(xué)方程式的計(jì)算中，一定要用純物質(zhì)的量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。因此，含雜質(zhì)的計(jì)算一般做法如下。第一步：將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成純物質(zhì)的質(zhì)量；第二步：依據(jù)化學(xué)方程式，根據(jù)已知物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算未知物質(zhì)的質(zhì)量；第三步：將純物質(zhì)轉(zhuǎn)化成雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。一、金屬的存在形式：?jiǎn)钨|(zhì)態(tài)和化合態(tài)。二、鐵的冶煉1．鐵的冶煉歷史：我國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就能冶鐵和煉鋼；2．實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、注意事項(xiàng)）；3．工業(yè)煉鐵（原料、設(shè)備、反應(yīng)原理、產(chǎn)物）。三、有關(guān)雜質(zhì)的計(jì)算化學(xué)方程式中的計(jì)算，一定要以純物質(zhì)的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算！互動(dòng)與交流1．元素的存在形式有兩種，下列物質(zhì)中氧元素的存在形式，有一種與其他三種不同的是（）A．氧化鐵B．氧氣C．硫酸銅D．水B課堂練習(xí)2．從金屬的含量、對(duì)環(huán)境的影響等角度考慮，下列礦物最適宜作為煉鐵原料的是（）A．70%的赤鐵礦石（主要成分Fe2O3）B．70%的磁鐵礦石（主要成分Fe3O4）C．70%的菱鐵礦石（主要成分FeCO3）D．70%的黃銅礦石（主要成分CuFeS2）B3．工業(yè)煉鐵的主要反應(yīng)原理是（）A．碳和氧氣在高溫條件下反應(yīng)生成二氧化碳B．碳和二氧化碳在高溫條件下反應(yīng)生成一氧化碳C．碳和氧化鐵在在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳D．一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳D4．對(duì)下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象敘述錯(cuò)誤的是（）A．一氧化碳燃燒，產(chǎn)生藍(lán)色火焰B．石灰水由澄清變渾濁C．紅色的氧化鐵逐漸變?yōu)殂y白色D．點(diǎn)燃酒精噴燈，劇烈燃燒，放出大量的熱C5．早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開始生產(chǎn)和使用鐵器。工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)。某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：（1）寫出CO還原Fe2O3的化學(xué)方程______________________________________________；（2）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)是

；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫石灰水變渾濁（3）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)要先通入CO，把裝置中的空氣排盡后再加熱，以防發(fā)生爆炸。檢驗(yàn)裝置中的空氣已排盡的方法是：___________________________________________________________________________________________________。（4）圖示裝置存在的缺陷是_________________；未處理尾氣