課題3-金屬資源利用和保護(hù)(第1課時(shí))(夏)講訴

1、 金屬資源廣泛地存在于金屬資源廣泛地存在于地殼地殼和和海洋海洋中，中，除少數(shù)很不活潑的金屬如除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀金、銀等有等有單質(zhì)單質(zhì)形形式存在外，其余都以式存在外，其余都以化合物化合物形式存在。形式存在。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)形式存在的銀常見的金屬礦石及其主要成分常見的金屬礦石及其主要成分赤鐵礦赤鐵礦(Fe(Fe2 2O O3 3) )黃鐵礦黃鐵礦(FeS(FeS2 2) )菱鐵礦菱鐵礦(FeCO(FeCO3 3) )磁鐵礦（磁鐵礦（FeFe3 3O O4 4）常見的金屬礦石及其主要成分常見的金屬礦石及其主要成分鋁土礦鋁土

2、礦輝銅礦輝銅礦(Cu2S)孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )黃銅礦：黃銅礦：CuFeSCuFeS2 2常見的金屬礦石及其主要成分常見的金屬礦石及其主要成分鋁土礦鋁土礦(Al2O3)罕見的鐵礦石罕見的鐵礦石 七彩針鐵礦七彩針鐵礦 這不是一種稀有礦物，也沒有完整的結(jié)晶，但它這不是一種稀有礦物，也沒有完整的結(jié)晶，但它因暈彩而呈現(xiàn)出七彩顏色十分吸引人。因暈彩而呈現(xiàn)出七彩顏色十分吸引人。罕見的銅礦石罕見的銅礦石毛赤銅礦毛赤銅礦( (CuCu2 2O O ) )金屬元素在地殼中的含量金屬元素在地殼中的含量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（AlAl

3、）7.737.73鎂（鎂（MgMg）2.002.00鐵（鐵（FeFe）4.754.75鋅（鋅（ZnZn）0.0080.008鈣（鈣（CaCa）3.453.45銅（銅（CuCu）0.0070.007鈉（鈉（NaNa）2.742.74銀（銀（AgAg）0.000010.00001鉀（鉀（K K ）2.472.47金（金（AuAu）0.00000050.0000005礦產(chǎn)與數(shù)字礦產(chǎn)與數(shù)字v中國已探明儲(chǔ)量的金屬礦產(chǎn)有中國已探明儲(chǔ)量的金屬礦產(chǎn)有5454種。種。 v鐵礦：全國已探明的鐵礦區(qū)有鐵礦：全國已探明的鐵礦區(qū)有18341834處。處。 v錳礦：全國已探明的錳礦區(qū)共有錳礦：全國已探明的錳礦區(qū)共有213

4、213處處 v鉻鐵礦：有鉻鐵礦：有5656處產(chǎn)地。處產(chǎn)地。 v銅礦：已探明礦區(qū)銅礦：已探明礦區(qū)910910處。處。 v鋁土礦：有鋁土礦：有310310處產(chǎn)地。處產(chǎn)地。 v鉛鋅礦：有產(chǎn)地鉛鋅礦：有產(chǎn)地700700多處。多處。 v鎳礦：有產(chǎn)地鎳礦：有產(chǎn)地近百近百處。處。 v鉬礦：有產(chǎn)地鉬礦：有產(chǎn)地222222處。處。 v鎢礦：探明產(chǎn)地鎢礦：探明產(chǎn)地252252處。處。 v錫礦：探明產(chǎn)地錫礦：探明產(chǎn)地293293處。處。v汞、銻礦：探明汞產(chǎn)地汞、銻礦：探明汞產(chǎn)地103103處、銻產(chǎn)地處、銻產(chǎn)地111111處。處。 v金礦：探明礦區(qū)金礦：探明礦區(qū)12651265處。處。 v銀礦，探明產(chǎn)地銀礦，探明產(chǎn)地

5、569569處處 。 人類每年要向地殼和海洋索人類每年要向地殼和海洋索取大量的金屬礦物資源，以提取取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸的金屬。其中，提取量數(shù)以億噸的金屬。其中，提取量最大的是鐵。把金屬礦物變成金最大的是鐵。把金屬礦物變成金屬的過程叫金屬的冶煉。煉鐵的屬的過程叫金屬的冶煉。煉鐵的過程稱之為鐵的冶煉。過程稱之為鐵的冶煉。鐵的冶煉鐵的冶煉 早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元從公元1 1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。 為紀(jì)念為紀(jì)念19961996年中國年中國鋼產(chǎn)量突破鋼產(chǎn)量突破1

6、1億噸而發(fā)億噸而發(fā)行的郵票行的郵票 上海寶上海寶山鋼鐵公司山鋼鐵公司煉鐵高爐煉鐵高爐鐵礦石鐵礦石焦炭焦炭熱空氣熱空氣爐渣出口爐渣出口生生鐵鐵出出口口石灰石石灰石高爐煉鐵圖：高爐煉鐵圖：赤鐵礦赤鐵礦(Fe(Fe2 2O O3 3) ) 磁鐵礦磁鐵礦(Fe(Fe3 3O O4 4) )黃鐵礦黃鐵礦（FeSFeS2 2）菱鐵礦菱鐵礦（FeCOFeCO3 3）冶煉金屬的原則冶煉金屬的原則：（1 1）含鐵量高；含鐵量高；（2 2）“有害元素少有害元素少”；即產(chǎn)物對環(huán)境影響小即產(chǎn)物對環(huán)境影響小鐵的冶煉鐵的冶煉原料原料: :鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石主要反應(yīng)原理：主要反應(yīng)原理：Fe

7、3O4 4CO 3Fe4CO2現(xiàn)象現(xiàn)象：（：（1 1）紅色粉末逐漸變成黑色紅色粉末逐漸變成黑色（2 2）產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體）產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼煉鋼用的電弧爐煉鋼用的電弧爐煉鋼和煉鐵的比較煉鋼和煉鐵的比較生鐵冶煉生鐵冶煉煉鋼煉鋼原原料料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石 生鐵、廢鋼、生鐵、廢鋼、氧氣氧氣原原理理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。中將鐵還原出來。3CO3COFeFe2 2O O3 3 2Fe 2Fe3CO3CO2 2 4CO4COFeFe3 3O O4 4 3Fe 3Fe4CO4CO

8、2 2用氧氣或鐵的氧用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中化物除去生鐵中多余的碳元素多余的碳元素C CO O2 2 CO CO2 2 主要主要設(shè)備設(shè)備高爐高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐電爐產(chǎn)品產(chǎn)品生鐵生鐵鋼鋼 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí), ,所用的原所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì), ,在在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí)計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí), ,應(yīng)考慮應(yīng)考慮到到雜質(zhì)問題雜質(zhì)問題. . 例例1:1:用用1000t1000t含含F(xiàn)eFe2 2O O3 3 8080的赤的赤鐵礦石鐵礦石, ,理論上可以煉出含理論上可以煉出含F(xiàn)e96Fe96的的生鐵多少噸？生鐵多少噸？課本課本2222頁第頁第4 4題題 例

9、例2 2：冶煉：冶煉2000t2000t含雜質(zhì)含雜質(zhì)3%3%的生鐵，需的生鐵，需要含要含F(xiàn)eFe3 3O O4 490%90%的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少？的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少？ 請你利用圖中所提供的請你利用圖中所提供的3 3個(gè)數(shù)據(jù)，個(gè)數(shù)據(jù)，自擬一道有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算題，并自擬一道有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算題，并寫出解答過程。寫出解答過程。 冶煉冶煉56kg56kg含雜質(zhì)含雜質(zhì)3%3%的生鐵的生鐵, ,需要含需要含F(xiàn)eFe2 2O O3 380%80%的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少? ? 例例3:3:實(shí)驗(yàn)室用實(shí)驗(yàn)室用5g5g不純的不純的ZnZn與足量的與足量的稀稀HClHCl反應(yīng)得到反應(yīng)

10、得到0.1gH0.1gH2 2, ,則樣品中則樣品中ZnZn的質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少量分?jǐn)?shù)是多少? ?（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)）（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)） 金屬資源廣泛地存在于金屬資源廣泛地存在于地殼地殼和和海洋海洋中，中，除少數(shù)很不活潑的金屬如除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀金、銀等有等有單質(zhì)單質(zhì)形形式存在外，其余都以式存在外，其余都以化合物化合物形式存在。形式存在。隕石局部被磁鐵吸引隕石局部被磁鐵吸引有關(guān)鐵的知識(shí)介紹有關(guān)鐵的知識(shí)介紹1、鐵元素在自然界中的存在、鐵元素在自然界中的存在2、人體中的鐵元素、人體中的鐵元素赤鐵礦赤鐵礦(Fe(Fe2 2O O3 3) ) 磁鐵礦磁鐵礦(Fe(Fe3 3O O4 4)

11、)褐鐵礦褐鐵礦(Fe(Fe2 2O O3 3nHnH2 2O )O )黃鐵礦（黃鐵礦（FeS2）常見的金屬礦石及其主要成分常見的金屬礦石及其主要成分鋁土礦鋁土礦輝銅礦輝銅礦思考：黃金飾品中的假貨常常魚目混珠，社思考：黃金飾品中的假貨常常魚目混珠，社會(huì)上有些不法分子時(shí)常以黃銅冒充黃金進(jìn)行詐騙會(huì)上有些不法分子時(shí)常以黃銅冒充黃金進(jìn)行詐騙活動(dòng)。因?yàn)辄S銅（銅、鋅合金）單純從顏色、外活動(dòng)。因?yàn)辄S銅（銅、鋅合金）單純從顏色、外型上看，與黃金極為相似，所以很難區(qū)分，現(xiàn)請型上看，與黃金極為相似，所以很難區(qū)分，現(xiàn)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案鑒別真假黃金。你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案鑒別真假黃金。 v相互刻劃，比較硬度相互刻劃，比較硬度v測

12、密度測密度v用火燒用火燒( (與氧氣反應(yīng)與氧氣反應(yīng)) )v放入稀鹽酸中，看是否有氣泡產(chǎn)生放入稀鹽酸中，看是否有氣泡產(chǎn)生( (與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)) )v放入硝酸銀溶液（或其他溶液）中，與化合物的溶放入硝酸銀溶液（或其他溶液）中，與化合物的溶液反應(yīng)液反應(yīng)辨真金辨真金v1 1掂重量。黃金的密度比銀、銅、鉛、鋁等金屬大（體積相同掂重量。黃金的密度比銀、銅、鉛、鋁等金屬大（體積相同的黃金比白銀重的黃金比白銀重40%40%，比銅重，比銅重1.21.2倍，比鋁重倍，比鋁重6.16.1倍），托在手中倍），托在手中掂試時(shí)，會(huì)感到沉重墜手。你可以體會(huì)一下。掂試時(shí)，會(huì)感到沉重墜手。你可以體會(huì)一下。v2 2看色澤。黃金

13、飾品純度越高，色澤越深，足金為黃中透紫，看色澤。黃金飾品純度越高，色澤越深，足金為黃中透紫，18K18K金為黃中泛青，金為黃中泛青，14K14K金為黃中透赤。請仔細(xì)觀察一下足金飾品金為黃中透赤。請仔細(xì)觀察一下足金飾品和和K K金飾品的色澤。金飾品的色澤。v3 3聽音韻。將金飾品仍在堅(jiān)硬的地上，落地時(shí)聽其響聲。真金聽音韻。將金飾品仍在堅(jiān)硬的地上，落地時(shí)聽其響聲。真金發(fā)出的聲音低悶、厚實(shí)、沉重，一般是發(fā)出的聲音低悶、厚實(shí)、沉重，一般是“卟塔卟塔”的響聲，且無余的響聲，且無余音。假黃金的聲音脆而無沉悶之感，一般是音。假黃金的聲音脆而無沉悶之感，一般是“當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)”的響聲，且的響聲，且有余音。真金落地時(shí)

14、跳動(dòng)沒有假黃金劇烈。有余音。真金落地時(shí)跳動(dòng)沒有假黃金劇烈。v4 4比較硬度。純金硬度較小，用手可以彎曲。假黃金用手彎曲比較硬度。純金硬度較小，用手可以彎曲。假黃金用手彎曲時(shí)感到堅(jiān)硬。如果用大頭針在飾品上劃痕，純金制品的劃痕較清時(shí)感到堅(jiān)硬。如果用大頭針在飾品上劃痕，純金制品的劃痕較清楚。含金量低的制品，即使能劃出痕跡來，也比較模糊。鍍金首楚。含金量低的制品，即使能劃出痕跡來，也比較模糊。鍍金首飾更為模糊。飾更為模糊。v5 5火燒法。把金飾品放在火中燒烤，待飾品微紅時(shí)取出。冷卻火燒法。把金飾品放在火中燒烤，待飾品微紅時(shí)取出。冷卻之后，純金飾品依然色澤如新，之后，純金飾品依然色澤如新，K K金飾品表面則呈現(xiàn)煙灰色的氧金飾品表面則呈現(xiàn)煙灰色的氧化層。純度越低，顏色越黑?；瘜?。純度越低，顏色越黑。v6 6試劑法。將溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為試劑法。將溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%70%的硝酸，分別滴在黃金和假的硝酸，分別滴在黃金和假黃金飾品上，保持原樣的是真金，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是假（或純度黃金飾品上，保持原樣的是真金，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是假（或純度較低）的金較低）的金。辨真金辨真金v 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)明一種激隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)明一種激光試金儀。把激光束照射金、合金或仿金，光試金儀。把激光束照射金、合