《金属资源的利用和保护》教案
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知识点一 、几种常见的金属矿物
1.地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。 2.几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表:
金属矿物 赤铁矿 黄铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 【要点诠释】
1.金属元素在地壳中的含量由大到小:铝铁钙、钠钾镁。
2.工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。在自然条件下,铁、铝等金属无单质存在,因为这些金属的活动性较强,会与氧气、水等作用生成化合物。
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Fe2O3 FeS2 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S 3.人类最先使用铜,而后铁,使用铝只有一百多年的历史,主要与三种金属的化学性质、冶炼难易有关。
知识点二、工业炼铁
工业上冶炼铁的原料、主要反应原理、主要设备见下表:
原 料 铁矿石、焦炭、石灰石等 在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把主要反应 铁从铁矿石里还原出来。其主要反应原理为(以赤原理 铁矿为例): Fe2O3 + 3CO主要设备 【要点诠释】
1.铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。
(1)在高炉中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂一氧化碳。
C+O2C+CO2
(2)石灰石的作用是除SiO2等杂质,将矿石中的SiO2转化为炉渣CaSiO3。 CaCO3
CaO+ SiO2
CaO+CO2↑
CaSiO3
CO2 (放热反应) 2CO
2Fe + 3CO2 高 炉 (3)冶炼过程中的主要化学方程式:
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C+O2
3CO2
CO2 C+CO2 2CO Fe2O3 + 3CO2Fe +
2.高炉炼出的铁是生铁,主要成分是铁,还含有C、P、S等元素,所以生铁是铁和其它元素的合金。
知识点三 、一氧化碳还原氧化铁的实验探究
1.实验装置:
2.反应的化学方程式(炼铁的原理):Fe2O3+3CO3.实验步骤:
(1)检查装置的气密性。
2Fe+3CO2
(2)将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内,并固定装置。 (3)向玻璃管内通入一氧化碳气体,并点燃酒精灯。
(4)待装置内的空气完全排净后,点燃酒精喷灯给氧化铁加热。 (5)当玻璃管内红色粉末变为黑色时,停止加热。
(6)待玻璃管内的固体冷却至常温后,停止通入一氧化碳气体,并熄灭酒精灯。
4.实验现象:红色粉末逐渐变为黑色,澄清的石灰水变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。
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【要点诠释】
实验注意事项:
1.先通入一氧化碳气体的目的:排净装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合,加热时发生爆炸。
2.实验完毕后继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却的目的:防止高温下的铁与空气接触被氧化。同时,还可防止试管内的澄清石灰水被倒吸。
3.尾气的处理:尾气中的一氧化碳有毒,所以尾气要经过处理,可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。
4.若实验中没有酒精喷灯,也可用酒精灯代替,不过要在火焰上加一个金属网罩,使火力更加集中,提高温度。
例题精讲
【例1】相同质量的M、N两种活泼金属,分别与足量质量分数为
0氢气质量MN反应时间8%的盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价),生成H2质量 和反应时间的关系如右图。下列叙述正确的是 ( ) A.金属的活泼性N>M B.两个反应生成H2的体积相等 C.相对原子质量N>M D.两个反应消耗盐酸的质量一定相等 【答案】C
【例2】向一定量黄铜(铜锌合金)粉末中逐滴加入稀硫酸,下列图象能正确表示对应变化关系的是( )
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