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初中化学11金属资源的利用和保护

【夯实基础】

工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。

一、铁的冶炼

炼铁的原理1.

炼铁的原理是利用与反应，把铁还原出来。下面的实验就是模拟炼铁的原理。

模拟炼铁的实验装置如下图：

实验步骤：

①检查装置的；

②在硬质玻璃管中，放入少量氧化铁粉末；

③向玻璃管中通入CO气体；

④给氧化铁加热；

⑤当试管内红色粉末变为黑色时停止加热；

⑥待试管冷却后停止通CO。

⑦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。

为了保证实验效果，实验的先后顺序很重要。可总结为：一氧化碳“出归”，酒精灯“到退”。

有关化学方程式：

大玻璃管中：

试管中：

尾气处理：

注意事项：

①加热前要先通CO，目的是排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合发生爆炸；

②实验完毕要继续通CO，防止生成的铁在较高温度下，重新被氧化；（可概括为CO“早来

晚走”）

③多余的CO要燃烧掉，防止CO污染空气。

思考：上面的实验如何改进可以达到节约能源的目的？

工业炼铁的2.过程

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工业炼铁是一个复杂的过程：

（1）主要设备：（如图）。

（2）原料：、、。

（3）方法及原理：利用上述CO还原FeO的原理，将原料按一定比例加入高炉，从炉下通

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入热风，使焦炭燃烧产生CO，CO再与炽热的碳反应生成CO，再将铁矿石中的铁还原出

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来。石灰石的作用是使铁矿石中的杂质（如二氧化硅）转变为炉渣而除去。

（4）高炉内发生的主要反应：

①焦炭燃烧：C+OCO

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②二氧化碳与焦炭反应产生还原剂CO：CO+C2CO

2

③CO将铁的氧化物还原为单质铁：

FeO+3COFe+3CO或FeO+4CO3Fe+4CO

232342

3.关于炼铁的计算

在炼铁的过程中所用的原料和产品都是不纯物，在计算用料和产量时要考虑杂质的含量。在

根据化学方程式计算时，要将不纯物换算成纯净物才能应用物质之间的质量比。因为化学方

程式所表达的都是纯净物之间的质量关系。

【示例】1000t含氧化铁80%的赤铁矿中最多可以炼出含铁96%的生铁多少吨？

二、金属资源保护

金属资源是有限的，而且不可再生。但每年因生锈而浪费了大量的金属，那么如何防止金属

生锈呢？首先我们要明确金属生锈的原因。

铁1.锈蚀的原因

活动与探究：铁生锈的条件

实验步骤现象

铁钉一半在空气中，一半在水

中

实验1

铁钉完全浸没在蒸馏水中，

上面盖一层植物油

实验2

2/5

铁钉放在干燥的空气中

实验3

结论：通过上面的实验可以看出：铁在与和同时接触的条件下易生锈。

2.防止铁生锈的措施

知道了铁生锈的条件，我们就可以通过破坏这个条件达到防锈的目的。通常的做法有：

（1）保持铁制品表面的洁净和干燥

（2）在钢铁表面覆盖保护层

（3）改变金属的内部结构：如加入铬、镍制成不锈钢。

3.金属资源的保护

保护金属资源的有效途径：

（1）。

（2）。

（3）。

（4）。

【示例】下列方法不能防止铁制品再生锈的是（）

①涂油②刷油漆③用砂纸擦④镀铬(在金属表面覆盖一层金属铬)⑤水洗⑥放在干燥处

A.③⑤B.②④⑥C.①②④D.①④

【示例】切过下列食物的菜刀最不容易生