资源简介

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8.3 金属资源的
利用和保护
第一课时 金属矿物 铁的冶炼
据我国冶金规划院预测，2024年中国钢铁使用量约为8.75亿吨，这么大量的钢铁又是从哪里来的呢？过程又是什么样的呢？
知识目标
1.了解金属的存在形式及认识常见矿石
2.理解铁的冶炼
3.学会利用化学方程式进行简单计算含杂质的反应物或生成物。
金属元素在自然界中的存在形式
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除了金、银等有单质形式存在，其余金属都以化合物的形式存在。
单质形式存在的金
金属矿物
单质形式存在的银
大部分金属都以化合物的形式存在。
赤铁矿
（主要成分是Fe2O3）
金属矿物
常见的金属矿物
磁铁矿
（主要成分是Fe3O4）
大部分金属都以化合物的形式存在。
金属矿物
常见的金属矿物
铝土矿
（主要成分是Al2O3）
赤铜矿
（主要成分是Cu2O）
金红石
（主要成分是TiO2）
大部分金属都以化合物的形式存在。
金属矿物
常见的金属矿物
软锰矿
（主要成分是MnO2）
我国是世界上为数不多的已知金属矿物种类比较齐全的少数国家之一。
其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列。
提取量最大的是铁。
金属矿物
我国的金属矿物概况
铁的冶炼
我国炼铁发展
早在春秋战国时期，我国就开始了生产和使用铁器。
战国时期，铁制工具的大量使用提高了生产力水平。
铁的冶炼
我国炼铁发展
《天工开物》中有我国古代炼铁的记载。
铁的冶炼
中国钢铁工业协会最新统计数据显示，1949年，我国钢产量只有15.8万吨，不足当时世界钢产量的千分之一，到2018年底，我国钢产量突破9亿吨，占世界钢产量的50%。钢材自给率从新中国成立初期的缺铁少钢，发展到目前大部分钢材品种的完全自给。
我国炼铁发展
想一想：铁是如何从矿石里被分离出来的呢？
铁的冶炼
铁的几种常见矿物
磁铁矿
（主要成分是Fe3O4）
黄铁矿
（主要成分是FeS2）
赤铁矿
（主要成分是Fe2O3）
菱铁矿
（主要成分是FeCO3）
铁的矿物这么多，哪种矿物更适合作为冶炼铁的原料呢？
铁的冶炼
铁的几种常见矿物
铁矿石种类 赤铁矿 磁铁矿 黄铁矿 菱铁矿
含铁量 70% 72.4% 46.7% 48.3%
冶炼主要产物 生铁 生铁 生铁、二氧化硫 生铁
二氧化硫是空气污染物
菱铁矿的含铁量较少
生产中常用这两种矿物作为原料
综上所述，在工业生产中要考虑原料是否易得，价格是否便宜，成本是否低廉，能否大量生产及对环境的影响。
铁的冶炼
工业炼铁
炼铁的原理：
利用一氧化碳与氧化铁的反应。
反应化学方程式
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
高温
作用：提供还原剂（CO），升高炉温。
作用：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成一氧化碳把铁从氧化铁里还原出来。
高炉上部发生的反应
铁的冶炼
工业炼铁
把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成一氧化碳把铁从氧化铁里还原出来。
铁的冶炼
工业炼铁
而在实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑杂质问题。
【第二批国家工业遗产】合肥钢铁厂
铁的冶炼
例：用1 000 t 含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
解：设理论上可以炼出的铁的质量为x。
160 2×56
1 000 t×80％ x
x = 560 t
答：理论上可以炼出含铁96％的生铁583.3吨。
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高温
160 2×56
1 000 t×80％ x
=
则含铁96%的生铁的质量为：560 t ÷ 96% ≈ 583.3 t
1.下列关于金属的说法中不正确的是 ( )
A.大多数金属在自然界中以化合物的形式存在
B.钢和生铁均属于铁的合金
C.应该大力开发金属矿物资源以满足人类生产和生活的需要
D.人类使用最早的金属是铜,常见的铜矿有黄铜矿和辉铜矿等
C
2. 30 g生铁与足量的稀盐酸反应,产生氢气的质量为1 g。求该生铁样品中铁的质量分数(假设生铁中只有铁能与稀盐酸反应,计算结果保留一位小数)。
解:设该生铁样品中铁的质量为x。
Fe+2HCl ==== FeCl2+H2↑
56 2
x 1 g
x = 28 g
答:该生铁样品中铁的质量分数为93.3%。
该生铁样品中铁的质量分数为
×100% ≈ 93.3%。

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