金属资源的防护和回收及冶炼

1、金属资源的防护措施：

　　a.防止金属锈蚀。

　　b.废旧金属的回收利用。

　　c.合理有效的开采矿物。

　　d.寻找金属的替代品等。

2、废旧金属回收的意义：节约矿产资源，节约能源。

3、一氧化碳还原金属氧化物：

铁的冶铁
（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气

常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe₃O₄ ）、赤铁矿（主要成分是Fe₂O₃ ）

*实验室：一氧化碳还原氧化铁

（1）仪器：铁架台（2个）、硬质玻璃管、单孔橡皮塞（2个）、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮塞、导气管。

（2）药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体

（3）装置图：

（4）步骤：①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳。

（5）现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。

（6）化学方程式：3CO+ Fe₂O₃ ^高温2Fe + 3CO₂

Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

2CO + O₂ ^点燃 2CO₂

（7）注意事项：与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试管冷却。

（8）尾气处理：因CO有毒，不能随意排放到空气中，处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO₂或收集备用。

      以选择题的形式考查金属的回收与防护措施，而CO还原氧化物的考查形式灵活多变。填空、选择、探究、推理等都可以作为该知识的考查形式，学习时要重点学习该知识。

       一氧化碳还原金属氧化物的注意事项：

①先通入一氧化碳气体，排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热，发生爆炸；
②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化。同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸。
③尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要经过点燃处理，防止一氧化碳直接排放污染空气。
④若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。

【典型例题】

例析：

联合钢铁工业的基本生产流程示意图所示：

请回答下列问题：

（1）写出设备A 的名称：______________________；

（2）写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式：________________；

（3）应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是：______________；

（4）铁粉与生石灰都是常用的干燥剂，现欲用化学方法检验某食品袋中的干燥剂究竟是其中的哪一种？请你简述方法和现象：________________。

（5）钢铁公司用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的钢坯多少吨？

解析：

        考查铁的冶炼知识及相关计算（1）炼铁的设备是高炉；（2）炼铁原理就是用一氧化碳作还原剂将铁从其氧化物中还原出来；（3）用纯氧提高了反应物的浓度，可以使反应更加剧烈，获得更多的热量（4）铁可以和盐酸反应生成氢气，而生石灰和盐酸反应没有气体生成；（5）2000t含氧化铁80％的赤铁矿中，纯的氧化铁的质量是2000t×80％＝1600t,所求生铁的质量是含杂质的，如果设制得的生铁质量为X，则纯铁的质量为96％X，然后根据化学方程式，就可以求出X。含杂质的化学方程式的计算是在前面的化学方程式计算基础上对知识的深化，因此要能结合前面所学的内容，理解计算的依据；同时还要理解含杂质计算的特点是“杂质不参与反应”，注意分析与处理有关数据。不能把不纯的量直接代入方程进行计算或者把杂质的质量分数当成纯度代入方程计算；另外化学方程式必须写正确。

答案：

（1）高炉

（3）促使反应更加剧烈，并获得更多的热量

（4）加入稀盐酸，有气泡产生的为铁粉，否则为生石灰（合理即可）

（5）解：2000t矿石中含氧化铁的质量为：

　　　　　 　2000t×80%=1600t　

　 　　　 　 设1600t氧化铁理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x

               160                               56×2

　　　　　  1600t　　　　　　　 　      96%x

　　　　　 x=1166.7t

　　　　　 　答：理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为1166.7t。