第八單元金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護(hù)（第1課時(shí)）新課導(dǎo)入生活中常見的一些金屬制品Fe鐵鍋Fe、Al汽車Fe、Ni曲別針Al、Mg共享單車Fe、Cr、Ni保溫杯Cu電線新知探究地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除了金、銀等有單質(zhì)形式存在（如下圖），金屬多以化合物的形式存在。金銀自然界中以單質(zhì)形式存在的金和銀新知探究赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）鋁土礦（主要成分是Al2O3）赤銅礦（主要成分是Cu2O）金紅石（主要成分是TiO2）軟錳礦（主要成分是MnO2）一些金屬礦石

金屬礦物大多數(shù)金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的。礦產(chǎn)名稱單位2023年儲(chǔ)量鐵礦礦石

億噸169.17鋁土礦礦石

萬(wàn)噸70752.22錳

礦礦石

萬(wàn)噸26129.79鋅礦金屬

萬(wàn)噸5992.71銅礦金屬

萬(wàn)噸4064.79金礦金屬

噸3203.77銀礦金屬

噸66866.44新知探究我國(guó)金屬礦物種類比較齊全，礦物儲(chǔ)量也很豐富。數(shù)據(jù)源自《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告2024》新知探究如何利用金屬資源？礦石中的金屬化合物金屬單質(zhì)提煉新知探究以礦石為原料提煉金屬，其中，提煉量最大的是？——鐵赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）一些鐵礦石《天工開物》記載的我國(guó)古代煉鐵示意圖北京首鋼園新知探究鐵制易拉罐鐵鍋建筑行業(yè)使用的鋼鐵材料生活中的一些鐵制品新知探究

鐵的冶煉

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫該反應(yīng)被應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備需要注意哪些問(wèn)題？煉鐵的主要原理是一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)，其化學(xué)方程式如下：新知探究

原料的選擇——資源豐富的天然物質(zhì)鐵礦石焦炭煤空氣Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫C＋CO22CO高溫C＋O2CO2高溫新知探究煉鐵過(guò)程中主要的化學(xué)反應(yīng)微弱放熱吸熱大量放熱Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫C＋CO22CO高溫C＋O2CO2高溫新知探究

條件的獲得——放熱明顯、成本低廉鐵礦石焦炭空氣Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫C＋CO22CO高溫C＋O2CO2高溫大量放熱新知探究

設(shè)備與工藝——原料中的雜質(zhì)赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）鐵礦石中的石英（SiO2）對(duì)生鐵產(chǎn)品的品質(zhì)有嚴(yán)重影響，可與石灰石反應(yīng)形成爐渣除去。新知探究

設(shè)備與工藝——提高CO的利用率適當(dāng)增加爐體高度，延長(zhǎng)反應(yīng)物接觸時(shí)間

熱空氣密度較小，從下方鼓入剩余CO回收利用赤鐵礦石、焦炭和石灰石密度較大，粉碎后從上方加入新知探究煉鐵高爐及爐內(nèi)主要化學(xué)反應(yīng)示意圖

赤鐵礦石、焦炭和石灰石從上方加入熱空氣從下方鼓入液態(tài)的鐵從下方流出高爐氣體回收利用爐渣從下方排出新知探究新知探究

含雜質(zhì)的計(jì)算用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(zhì)量是多少（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）？相對(duì)原子質(zhì)量：C12

O16

Fe56新知探究

在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，煉鐵所用的原料或所得的產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問(wèn)題。寶鋼煉鐵高爐新知探究

含雜質(zhì)的計(jì)算用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(zhì)量是多少（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）？相對(duì)原子質(zhì)量：C12

O16

Fe56

【解】1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：

1000t×80%＝800t新知探究設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵的質(zhì)量為x。1602×56800tx＝x＝

＝560t2×56×800t160折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為：560t÷96%＝583.3t答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是583.3t。設(shè)寫列解答160800t2×56xFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫新知探究

稀土資源的利用和保護(hù)稀土元素是儲(chǔ)量較少的一類金屬元素的統(tǒng)稱，有“工業(yè)的維生素”的美譽(yù)，是重要的戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于新能源、新材料、航空航天、電子信息等尖端科技領(lǐng)域。徐光憲（1920—2015）徐光憲院士，2008年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者。徐光憲和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了稀土分離技術(shù)，使我國(guó)能夠自主分離稀土產(chǎn)品，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家在國(guó)際稀土市場(chǎng)上的壟斷地位。新知探究到目前為止，我國(guó)的稀土儲(chǔ)量居世界第一位，稀土的年生產(chǎn)量和年消費(fèi)量也都居世界前列。稀土資源是不可再生的，過(guò)度開采會(huì)面臨枯