课题3 金属资源的利用和保护（第1课时）（教学课件）-【上好课】九年级化学下册同步备课系列（人教版）

第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第一课时 初中化学人教版上册 1 金属资源在自然界中的存在形式 铁的冶炼 01 02 含杂质物质的计算 03 目 录 学习目标 1.知道一些常见的金属如铁、铝、铜等的矿石。 2.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法，掌握实验室和工业炼铁的原理及方法。 3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 认识金属材料 组成 性质 用途 变化 冶炼 保护 组成 性质 用途 变化 冶炼 一、金属资源在自然界中的存在形式 自然界除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。 金 银 沙里淘金 黄铜矿（主要成分CuFeS2） 辉铜矿（主要成分Cu2S） 铝土矿（主要成分Al2O3） 赤铁矿（主要成分Fe2O3 ） 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 菱铁矿（主要成分FeCO3） 常见的金属矿石 镓矿 我国矿物种类比较齐全，储量丰富 钨矿 锡矿 金属元素在地壳中的含量 元素名称 质量分数/% 铝 7.73 铁 4.75 钙 3.45 钠 2.74 钾 2.47 镁 2.00 锌 0.008 铜 0.007 银 0.00001 金 0.0000005 地壳中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 物以稀为贵 金属铁 ？ 赤铁矿 主要成分Fe2O3 磁铁矿 主要成分Fe3O4 菱铁矿 主要成分FeCO3 黄铁矿 主要成分FeS2 交流讨论：如何选择炼铁原料？ 角度1：元素组成 角度2：含铁量 SO2 含铁量70% 含铁量72.4% 含铁量48.3% 赤铁矿 二、铁的冶炼 Fe2O3 Fe 去除O 还原性物质 C、CO、H2 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑ 高温 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 高温 C为固体， 反应不充分 H2制取成本高 实验室炼铁：一氧化碳还原氧化铁 CO有毒， 需尾气处理 检验产物CO2 酒精喷灯：高温 任务：观看实验视频，观察并分析实验现象 实验室炼铁：一氧化碳还原氧化铁 现象 分析 玻璃管中红棕色物质变为黑色 澄清石灰水变浑浊 有Fe生成 有CO2生成 3CO+Fe2O3=== 2Fe+3CO2 高温 Ca(OH)2 + CO2 == CaCO3↓ + H2O 2CO+O2 === 2CO2 点燃 尾气燃烧并产生蓝色火焰 未反应的CO燃烧 可以用磁铁来判断反应产物是否为铁 反应开始时，应该先点燃尾部的酒精灯。 反应结束后，应该先熄灭此处的酒精喷灯。 反应前应先通入CO再加热，防止爆炸 工业炼铁 古代炼铁 现代炼铁高炉 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 C+O2 CO2 高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 高温 CO2+C 2CO 高温 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 设备：高炉 焦炭作用： 提供热量、产生CO 高炉炼铁产物： 生铁 含碳量2%~4.3%的铁合金 可经过吹氧冶炼等工序生产含碳量为0.03%~2%的钢 三、含杂质物质的计算 例题：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吨？ 解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。 160 2×56 1000t×80％ x×96% x = 2×56×1000t×80％ 160×96% ≈ 583.3 t 答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3 t 。 Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 高温 带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量 纯度＝ ×100% 纯净物的质量 不纯物质的总质量 三、含杂质物质的计算 练习1：某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少？ 练习2：冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4的赤铁矿石多少？ 课堂小结 CO还原氧化铁 工业炼铁 原理：在高温下，利用高炉内反应生成的CO将铁从铁矿石中还原出来 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 铁的冶炼 含杂质物质的相关计算 将含杂质物质的质量转化为纯净物的质量代入计算 高温 课堂练习 1.（2023·常州）同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是（ ） A.赤铁矿 B.磁铁矿