6.3 金属矿物与冶炼-【教材解读】2023秋九年级下册初三化学（科粤版)

６．３　金属矿物与冶炼 提醒 地壳中含量居前六位 的金属元素分别是铝、铁、 钙、钠、钾、镁,含量最高的 金属元素是铝,其次是铁. 这六种元素占地壳总质量 的２３．１４％.铜 在 地 壳 中 储量很少,仅占十万分之 七,金则更少,仅占十亿分 之五. 多识一点点 知识点一　几种金属矿物 金属的来源及存在形态 常见金属元素在地壳中的质量分数 常见的金属矿物 　　 　　 　　 赤铁矿 (Fe２O３) 　　 　 钛铁矿 (FeTiO３) 　　　 磁铁矿 (Fe３O４) 　　 　 黄铁矿 (FeS２) 　　　　 　　　　 　　孔雀石 [Cu２(OH)２CO３] 　　　　 赤铜矿 (Cu２O) 　　　　　 　 铝土矿 (Al２O３) 注:括号内为主要成分的化学式. ８２ 知识点二　钢铁是怎样炼成的? 实验室探究炼铁的原理 【实验药品】一氧化碳、氧化铁粉末、澄清石灰水. 【实验步骤】 【装置、现象及反应】 【结论】CO 在高温下将氧化铁还原为铁单质.这就 是炼铁的原理. 工业炼铁 根据上述反应原理,将铁矿石、焦炭和石灰石按一定 比例加入高炉,从炉下部通入热风,使焦炭转变为一 氧化碳,并利用它将铁矿石中的铁还原出来.石灰石 将铁矿石中的脉石(如二氧化硅)转变成炉渣而除去. 提醒 　　CO 是 有 毒 的 可 燃 性 气体,使用前要验纯,使用 时一定注意安全,防止污染 环境. 提醒 CO 还原Fe２O３ 实验中的先 与后 (１)在通入气体前一定 要先检查装置的气密性. (２)在实验开始前要先 通入 CO,排尽玻璃管内的 空气,以免加热时玻璃管内 CO 与空气混合发生爆炸. (３)在点燃酒精喷灯前 要先点燃酒精灯,燃烧掉尾 气中的CO,防止污染空气. (４)反应结束后先熄灭 酒精喷灯,继续通入 CO 直 至冷却至室温后停止通气, 目的一是防止新生成的铁 粉在高温下再被氧化,二是 防止试管内的液体倒吸入 热的 玻 璃 管,造 成 玻 璃 管 炸裂. 多识一点点 炼铁 高 炉 顶 部 排 出 的 高 炉 气 体 中 含 有 大 量 的 CO,因此高炉气体可 用 作 燃料. ９２ 提醒 在 钢 中 加 入 各 种 金 属,可使其具有特殊的性 能,制 成 各 种 合 金 钢.如 不锈钢中含有铬和镍等, 抗腐蚀性更强. 提醒 金属冶炼的微观实质 就是金属阳离子获得电子 变成金属原子的过程.因 此冶炼的难易程度与金属 的活动性密切相关.越活 泼的金属,其离子得电子 越难,冶炼要求的条件越 高,越不活泼的金属,其冶 炼要求的条件就越低.如 钠只能用电解法冶炼,而 汞加热即可获得. 越容易被冶炼获得的 金属越早被人类利用,越 难冶炼的金属被利用的时 间就越晚.这就是铝的使 用晚于铜和铁的原因. 生铁和钢 类别 生铁 钢 联系 都是铁的合金,主要成分为铁 区 别 含碳量(根本区别) ２％~４．３％ ０．０３％~２％ 杂质(S、P等)含量 多 少 机械性能 硬而脆 硬而韧、有弹性 机械加工 可铸不可锻 可铸可锻 耐腐蚀性 差 好 炼钢 原料 生铁、废钢、氧气 设备 平炉、转炉、电炉 原理 将生铁放在炼钢炉中,吹进氧气,使其与 C 反应生 成二氧 化 碳,降 低 C 含 量,并 除 去 过 多 的 S、P 等 杂质 反应 C＋O２ 点燃 􀪅􀪅CO２ 产品 钢 金属冶炼的常用方法 ０３ 知识点三　含杂质物质的有关化学 方程式的计算　 注意问题 (１)化学方程式所表达的都是纯净物之间发生的反应, 所体现的各物质的质量比都是纯物质之间的质量关系. (２)含有杂质的物质在进行计算时,必须将其质量换 算成纯物质的质量,再代入化学方程式进行计算. 换算公式 (１)纯物质的质量分数(纯度)＝ 纯物质的质量 样品的质量 × １００％＝１－杂质的质量分数. (２)纯物质的质量＝样品的质量×纯物质的质量分数. (３)样品的质量＝ 纯物质的质量 纯物质的质量分数 . 举例:用１０００t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:１０００t赤铁矿石中含氧化铁的质量为: １０００t×８０％＝８００t (１)求纯物质的质量􀆺􀆺􀆺􀆺 设８００t氧化铁理论上可以 炼出铁的质量为x. }􀆺􀆺(２)设未知数 Fe２O３＋３CO 高温 􀪅􀪅２Fe＋３CO２ 􀆺 (３)写出化学方程式 １６０　　　　　　１１２ ８００t x } (４)找出已知量与未 知量的质量关系 􀆺􀆺􀆺 １６０ １１２＝ ８００t x x＝ １１２×８００t １６０ ＝５６０t ü þ ý ï ïï ï ïï (５)列出比例式,求解􀆺􀆺􀆺 折合为含铁９６％的生铁的 质量为:５６０t÷９６％≈５８３t (６)把纯量转化为不 纯的量 􀆺 答:１０００t含氧化铁８０％ 的赤铁