6.3 金属矿物与冶炼-2023-2024学年九年级化学科粤版下册

6.3 金属矿物与冶炼 第六章 金属 初中化学 它们来自地壳中天然存在的矿物,绝大多数都是以化合物形态存在于矿物之中。 2 1.认识几种金属矿物,知道某些矿物的主要成分。 2.了解炼铁的原理,实验操作的注意事项及工业炼铁的方法。 3.初步学会关于不纯物的化学方程式的计算。 学 习 目 标 自然界中以单质形式存在的银 自然界中以单质形式存在的金 有少数很不活泼的金属能以单质形态存在。 为人类社会作出许多贡献的金属来自地壳中天然存在的矿物。 金属的存在主要有两种形态: (1)单质形态:少数化学性质_的金属,以单质形态存在,如_、_、_。 (2)化合物形态:绝大多数金属都是以_形态存在于矿物之中,如赤铁矿、钛铁矿等。 很不活泼 金 银 铂 化合物 赤铁矿 主要成分Fe2O3 磁铁矿 主要成分Fe3O4 黄铁矿 主要成分FeS2 铁矿物 一、几种金属矿物 孔雀石 主要成分Cu2(OH)2CO3 赤铜矿 主要成分Cu2O 铝土矿 主要成分Al2O3 铜矿物 铝矿物 钢铁是怎样炼成的? 思考 矿石是怎样变成金属的? 探究铁冶炼的原理 【实验6-5】氧化铁与一氧化碳反应生成铁。 实验装置: 酒精喷灯 二.铁的冶炼 注意:右边酒精灯的作用:处理尾气,防止CO污染大气。 ⑥熄灭点燃尾气的酒精灯 步骤:①通CO; ③点燃加热Fe2O3的酒精喷灯; ④停止加热Fe2O3; ⑤停止通CO; 现象:红棕色粉末变为黑色;澄清的石灰水变浑浊。 ②点燃处理尾气的酒精灯; 11 先 后 先停止 后停止 通CO气体 加热 实验开始时 实验结束时 通入CO气体 加热氧化铁 排净空气,防止爆炸 防止铁被氧化 CO 酒精喷灯 早来晚走 迟到早退 工业炼铁 1.原理:高温下用一氧化碳从铁矿石中把铁反应出来。 2.主要原料:铁矿石、焦炭、石灰石 3.主要设备: 工业炼铁的主要设备是高炉 原料 主要反应 问题:原料中焦炭和石灰石的作用是什么? 焦炭的作用是作燃料和生成一氧化碳。石灰石的作用是除去炉渣。 3.主要设备: 4.反应过程: (1)焦炭与过量空气高温反应; (2)二氧化碳又与焦炭在高温下反应生成一氧 化碳; (3)一氧化碳与赤铁矿石高温反应。 a.C+O2 CO2 b.CO2+C 2CO c.Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 点燃 高温 高温 5.产物: (1)生铁; (2)高炉煤气:CO、CO2、N2、大量灰尘等; (3)炉渣:主要是CaSiO3 。 主要含铁,除此之外还含有2%~4.3%的碳,还含有少量磷和硫。 实际上,高炉炼得的铁里含有2%~4.3%的碳,以及少量磷和硫,因而是铁的合金—生铁。它硬而脆,不利于加工。 所以,人们还要把生铁放在炼钢炉里,吹进氧气治炼,使其含碳量降至0.03%~2%,并除去磷、硫等杂质,所得产品称为钢。它硬而韧,有弹性,可锻。 生铁 钢 ①吹氧冶炼 ②除磷、硫 类别 含碳量/% 含杂质 (硫、磷等) 机械性能 机械加工 生铁 钢 2~4.3 0.03~2 多 少 硬而脆 硬而韧,有弹性 可铸不可锻 可铸可锻 三、有关杂质问题的计算 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? 分析:带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量: 混合物 纯净物 纯净物 混合物 方法:根据化学方程式计算 赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁 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 160 1000t 80% 1000t 80% x 96% = C—12 O—16 Fe—56 1.如图为一氧化碳还原氧化铁的实验。下列说法中 正确的是( ) A.开始时应先预热玻璃管,后通入一氧化碳 B.实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色 C.参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40∶7 D.将尾气点燃或收集,防止一氧化碳污染空气 D 课 堂 达 标 2.用“W”型管进行微型实验,如图所示,下列说法错误的是( ) A.a处红棕色粉末变为黑色 B.a处实验结束时先停止通入CO,后停止加热 C.b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成 D.可利用点燃的方法进行尾气处理 B 3.实验室用如图装置模拟炼铁。下列说法正确的是( ) A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3 B.应先加热Fe2O3,再通入CO C.红棕色的Fe2O3逐渐变黑 D.气体通过澄清石灰水后可直接排放 C 课堂小结 Lavf58.28.100 $$