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(共22张PPT)
第15讲　金属资源的利用和保护
第一部分　教材整合过关
1. 知道一些常见金属矿物的主要化学成分。
2. 了解工业炼铁的反应原理、设备、原料、产品及发生的主要反应。
3. 知道钢铁锈蚀的条件，了解防止金属锈蚀的原理和简单方法。
1. 金属矿物
（1） 地球上的金属资源除了金、银等有 　单质　形式存在，其余金属都以 　化合物　的形式存在。
（2） 常见金属矿石的主要成分：赤铁矿： 　Fe2O3　；磁铁矿： 　Fe3O4　；铝土矿： 　Al2O3　；赤铜矿：Cu2O。
单质　
化合物　
Fe2O3　
Fe3O4　
Al2O3　
2. 铁的冶炼
（1） 一氧化碳还原氧化铁的实验探究。
① 实验原理： 　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　。
② 实验装置：
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　
③ 实验关键步骤：
a. 实验开始时，先通入CO，后点燃酒精喷灯（排尽空气，防止爆炸）。
b. 实验结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入CO至硬质玻璃管冷却。
④ 实验现象及相关反应的化学方程式。
a. 硬质玻璃管中的 　红棕色　粉末逐渐变成 　黑色　。
b. 试管中的澄清石灰水变浑浊，写出反应的化学方程式： 　CO2＋Ca（OH）2 CaCO3↓＋H2O　。
c. 尾气燃烧，产生蓝色火焰，写出反应的化学方程式： 　 2CO＋O2 2　。
⑤ 尾气处理的一种方法为 　点燃（或收集）　。
红棕色　
黑色　
CO2＋Ca
（OH）2 CaCO3↓＋H2O　
2CO＋O2
2CO2　
点燃（或收集）　
（2） 工业炼铁。
设　备 高炉
原料 及其 作用 赤铁矿石、焦炭（提高炉内温度、生成还原剂CO）、石灰石（将矿石中的二氧化硅转化为炉渣）和过量空气（使焦炭充分燃烧）
原　理 在高温条件下，利用炉内反应生成的 　CO　（填化学式）把铁从赤铁矿石中还原出来，此过程中涉及的反应的化学方程式：
① 　C＋O2 CO2　
② 　CO2＋C 2CO　
③ 　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　
流　程
CO　
C＋O2 CO2　
CO2＋C 2CO　
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　
3. 金属的锈蚀与防护
锈蚀条件 铁与空气中的 　氧气　和 　水　同时接触
防 锈 原　理 　隔绝氧气或水　
措　施 a. 保持铁制品表面干燥，如菜刀用完后洗净擦干等
b. 在铁制品表面覆盖保护层，如 　涂油　、 　刷漆（合理答案均可）　、电镀等
c. 改变铁的单一结构，制成 　合金　，如不锈钢等
氧气　
水　
隔绝氧气或水　
涂油　
刷漆
（合理答案均可）　
合金　
除铁锈 铁锈的主要成分为 　Fe2O3（或Fe2O3·xH2O）　，工业上常用 　稀盐酸　、 　稀硫酸　除铁锈，化学方程式分别为 　Fe2O3＋6HCl 2FeCl3＋3H2O　、
　Fe2O3＋3H2SO4 Fe2（SO4）3＋3H 2O　
保护金属 资源的措施 a. 防止金属腐蚀
b. 回收利用废旧金属
c. 合理开采金属矿物
d. 寻找金属代用品
……
Fe2O3（或Fe2O3·xH2O）　
稀盐酸　
稀硫酸　
Fe2O3＋6HCl 2FeCl3＋ 3H2O
Fe2O3＋3H2SO4 Fe2（SO4）3＋3H2O
考点一　铁的冶炼
1. （2025·无锡经开区模拟）图甲是实验室模拟炼铁的装置图，图乙是工业炼铁高炉模型，下列说法不正确的是（　B　）
第1题
B
A. 图甲：实验开始时，应先通CO一段时间，后点燃酒精喷灯
B. 图甲：实验过程中看到澄清石灰水变浑浊，说明Fe2O3已完全转化为Fe
C. 图乙：高炉炼铁的原料有铁矿石、石灰石、焦炭、热空气
D. 图乙：炉渣出口高于生铁出口，说明炉渣密度小于生铁密度
1
2
3
4
2. 金属铁是世界上年产量最高的金属，也是应用最广泛的金属。
（1） 某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如图甲所示：
第2题甲
①的化学式为 　CO2　；反应②的化学方程式为 　CO2＋C CO　。　　
CO2　
CO2＋C 2CO
1
2
3
4
（2） 工业上用含氧化铁80％的赤铁矿1200t为原料炼铁，得到含杂质
4％的生铁。据此在图乙中填写有关物质的质量。
第2题乙
1
2
3
4
考点二　金属的锈蚀与防护
3. （2025·广西）下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是（　D　）
A. 在表面喷漆 B. 制成不锈钢
C. 在表面涂油 D. 泡在海水中
D
1
2
3
4
4. （2025·陕西A卷）某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如图所示的实验。
第4题
（1） 一段时间后，实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是 　b　（填“a”“b”或“c”）。
（2） 上述实验能证明铁钉锈蚀与 　氧气、水　有关。
（3） 用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀铁钉表面的铁锈时，发生反应的化学方程式为 　Fe2O3＋6HCl 2FeCl3＋3H2O[或Fe2O3＋3H2SO4 Fe2（SO4）3＋3H2O]　（任写一个）。
b　
氧气、水　
Fe2O3＋6HCl 2FeCl3＋3H2O[或Fe2O3＋
3H2SO4 Fe2（SO4）3＋3H2O]　
1
2
3
4
1. 下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是（　B　）
A. 铝 B. 铁 C. 金 D. 银
B
1
2
3
2. （2025·无锡新吴一模）如图为探究铁锈蚀条件的实验装置（夹持装置已略去），开始实验5～10min后出现明显现象。下列说法不正确的是（　B　）
A. 铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O
B. 该实验能够说明铁生锈与水、氧气有关
C. 左边铁丝生锈、右边铁丝不生锈，证明铁生锈与水有关
D. 实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是提供了充足的氧气
第2题
B
1
2
3
3. 某化学实验小组利用如图装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度。向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体，假设赤铁矿中的杂质不参与反应，请回答下列问题：
第3题
（1） 实验开始时，先进行的操作是 　①　。
① 通入一氧化碳 ② 加热
①　
（2） 实验过程中观察到装置A中玻璃管内发生的现象： 　红棕色粉末逐渐变为黑色　，化学方程式为 　Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2　。
红棕色粉末
逐渐变为黑色　
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2　
1
2
3
（3） 写出装置B中发生反应的化学方程式： 　CO2＋2NaOH Na2CO3＋H2O　；装置C的作用是 　防止空气中的二氧化碳进入装置B，影响实验结果　。
（4） 从环境保护的角度看，该装置存在的缺陷是 　没有尾气处理　。
（5） 实验前称量赤铁矿的质量为20g，通入足量的一氧化碳完全反应后，装置B的总质量增大了13.2g，则该赤铁矿中氧化铁的纯度为 　80％　。
CO2＋2NaOH
Na2CO3＋H2O　
防止空气中的二氧化碳进入装置
B，影响实验结果　
没有尾气处理装置
80％
第3题
1
2
3
垃圾的分类与回收利用
　　在进行“垃圾的分类与回收利用”的跨学科实践活动时，兴趣小组对金属垃圾（主要成分是铁、铜、氧化铁和二氧化硅）的处理及综合利用的部分工艺如图所示。
请回答下列问题：
1
2
3
（1） 操作Ⅰ、Ⅱ的名称为 　过滤　。由此流程可推知SiO2的性质有 　AC　（填字母）。
A. 难溶于水 B. 化学性质很活泼
（2） 步骤④发生反应的基本类型是 　分解反应　。
过滤　
AC　
分解反应　
C. 不能与稀硫酸反应
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2
3
（3） 步骤②的反应中还有水生成，请写出步骤②所发生反应的化学方程式： 　Fe2O3＋3H2SO4 Fe2（SO4）3＋3H2O　。
（4） 倡导金属垃圾回收利用的意义是 　节约金属资源，减少环境污染（合理答案均可）　。
Fe2O3＋3H2SO4 Fe2（SO4）3＋3H2O　
节约金属资源，减少环境污染
（合理答案均可）　
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