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课题3 金属资源的利用和保护 (第一课时)

发布时间:2013-12-17 09:02:34  

第八单元

金属和金属材料

课题3 金属资源的利用和保护
第一课时

学习目标:
1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物, 了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应 物或生成物进行有关的计算。 重点:
会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成 物进行有关的计算。

金属的存在形式:

单质( 少数,如金和银) 化合物( 大多数,如各种铁矿石)

除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存 在外,其余都以化合物形式存在。

图8-16 自然界以单质形式存在的金

图8-17 自然界以单质形式存在的银

赤铁矿(主要成分Fe2O3) 磁铁矿(主要成分Fe3O4)

70%

72.4%

想一想: ⑴ 假如你是炼铁厂的厂长,你认为哪 种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料? ⑵ 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 , 氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁?
矿石中还原出来的过程 菱铁矿(主要成分FeCO3) 黄铁矿(主要成分FeS2)

金属的冶炼实质是把金属从 46.7% 48.3%

1.实验室用一氧化碳还原氧化铁 【实验8-3】 证明产物中有铁粉的方法是:
用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡 )

现象
分析
反应式

红色的Fe2O3变成灰黑色,同时产生的气体使澄清的 石灰水变浑浊 一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳
高温

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

尾气处理 ①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气

实验注意事项
? 实验顺序:通气----加热---停止加热---继续通气 (一氧化碳“早出晚归 ”酒精灯“迟到早退”) ? 先通入CO的目的: ? 先撤酒精灯的原因:

2.工业炼铁:
原料:铁矿石、焦炭、石灰石

⑴原理: 焦炭在高温条件下跟O2反应生成CO, CO作还原剂,在高温条件下把铁矿石中 的铁还原出来。 反应的化学方程式:
高温

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 CO是还原剂;Fe2O3是氧化剂

⑵设备:炼铁高炉
高温

铁矿石、焦炭、石灰石

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
CO2+C C + O2
高温

2CO CO2

点燃

2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。





试管 。 (1)写出图中标有序号的仪器名称① 铁架台 ,② (2)实验过程中,先要进行的是______________ 。(填Ⅰ或Ⅱ) Ⅱ 高温 Ⅰ.加热 Ⅱ.通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是 Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 。 B中反应的化学方程式是 Ca(OH) +CO ===CaCO ↓+H O 2 2 3 2 , 澄清的石灰水变浑浊 。 B中观察到的现象是_______________ (4)该装置的不足之处是
没有尾气处理装置(或没有用燃着的酒精灯处理尾气等) 。

3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素 被人类大规模开发、利用的大致年限。
约200年前 约600年前 约6000年前

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (

H) Cu Hg Ag Pt Au
约2500年前

⑴选择编号填空:铝的利用比铜和铁晚得多,原因 是 ② ;目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁,其主要原 因是 ①④ 。 ①铝的密度小 ②铝很活泼 ③地壳中铝的含量高 ④铝的表面易生成致密的保护膜

⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。 右图是实验室模拟炼铁的装置图,写出冶炼生铁的化学 高温 方程式 3CO+ Fe2O3 ====2Fe + 3CO2 ;能证明产 物中有铁粉的方法是: 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)。
⑶在组装仪器时,把玻璃管插入 橡胶管的操作方法 是 导管一端用水润湿后旋转插入 。 此装置有不完善的地方,请说出其中一种改进方 法: 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃 。

探究活动 孔雀石加热分解 氢气还原氧化铜
孔雀石

铜的冶炼

主要成分是碱式碳酸 铜

石灰水

实验与事实
项 现 推 目 象 断
【实验6-4】孔雀石加热分解 绿色粉末逐渐变成黑色; 试管壁出现小水珠; 澄清石灰水变浑浊 孔雀石受热分解生成氧化铜、 水、二氧化碳 【实验6-5】氧化铜的还原 黑色粉末逐渐变成光亮的红色; 试管口出现小水珠

氢气还原氧化铜生成铜和水

解释与结论

其他金属冶炼的方法是怎样的呢?
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由 强 渐弱

越活泼的金属,越容易与其他物质形成化 合物,也就越难从化合物中还原出金属单 质.

越不活泼的金属, 越不容易与其他物质形 成化合物,也就越容易从化合物中还原出 金属单质.

冶炼金属的常用方法
1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI) 电解法:
通电

2Al2O3 = 4Al+3O2 Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO 2HgO = 2Hg+O2
加热 高温

2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu) 热还原法:

3.较稳定金属(如Hg Ag) 直接加热法:

4.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在

金属活动性顺序: K Ca Na Mg Al ‖Zn Fe Sn Pb (H)Cu‖Hg Ag‖Pt Au

电解法

热还原法

直接加热法


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