5.2金属矿物 铁的冶炼课件---2023-2024学年九年级化学沪教版（全国）上册

第二节 金属矿物 铁的冶炼 导入新课 金 银 铝土矿Al2O3 黄铜矿(CuFeS2) 金 银 铝土矿Al2O3 黄铜矿(CuFeS2) 金属在自然界以什么形式存在呢？ 金属资源的存在方式 大多数金属元素存在于化合物中 少数金属元素在自然界中有单质形式存在，如金、银 铁矿石 赤铁矿 菱铁矿 磁铁矿 Fe2O3 FeCO3 Fe3O4 含铁量 70% 72.41% 48.3% 成分 铜矿石 黄铜矿 辉铜矿 主要成分CuFeS2 主要成分Cu2S 铝矿石 铝土矿 主要成分：Al2O3 含铝量：52.94% 那么如何把金属从矿石中冶铁出来呢？金属冶炼的本质是什么呢？ 由于金属在化合物中只有正价，没有负价；所以金属的冶炼可以看成是把金属阳离子转变成金属单质。 Mn+ M 得n个e- 那么如何实现这一过程呢？！ 加还原剂 把金属矿石变 成金属的过程，叫做—— 金属的冶炼。 【讨论】比较Fe2O3与Fe的组成差异，设想用什么方法或试剂去完成铁的冶炼呢？ 金属矿石 铁的冶炼 二 探究新知 磁铁矿(Fe3O4) 赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿(FeS2) 菱铁矿(FeCO3) 【讨论】如果由你来选择铁矿石，你会选择哪种矿石作为炼铁的原料？ 含铁量高低 对环境的影响 探究新知 我国古代炼铁图 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。 探究新知 1.炼铁的目的 2.炼铁的化学原理 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 铁的冶炼（实验室） 实验 与探究 探究新知 铁的氧化物 铁单质 1.原料： 铁矿石 黄铁矿 FeS2 赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 磁铁矿 Fe3O4 2.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中还原出来 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 3.主要设备：炼铁高炉 铁的冶炼（工业） 石灰石 焦炭 空气 探究新知 将铁矿石中的 SiO2转变为炉渣 点燃 (1) C + O2 === CO2 高温 (2) C + CO2 === 2CO 生铁 出铁口 炉渣 出渣口 ⑶ Fe2O3 + 3CO ===== 2Fe + 3CO2 高温 高炉气体 高炉气体 ①燃烧提供热量 ②产生一氧化碳 探究新知 用笔圈出 造气反应，造铁反应，造渣反应。 认识铁矿石、氧化铁和铁；铁与生铁的关系 铁矿石 Fe2O3 Fe 混合物 化合物 （纯净物） 单 质 （纯净物） 生 铁 （主要含铁） 合 金 （混合物） 探究新知 公式及变形 例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨 ? 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% 160 2×56 1000t×80％ x·96% x = 2×56× 1000t×80％ 160×96% = 583 t 答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583t。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 探究新知 纯净物 的质量 纯净物的质量 课堂小结 铁的冶炼 在实验室可以用如下图的装置的模拟炼铁。 现象：红色氧化铁粉末逐渐变黑；澄清石灰水变浑浊。 酒精喷灯 点燃酒精灯前，需通一段时间的CO；实验结束后，仍需通一段时间的CO 此酒精灯 的作用 高炉炼铁 原料：铁矿石（以赤铁矿为例）、焦炭、空气、大理石（石灰石） 起什么作用 过程 实际起还原作用的是 CO，而非焦炭 造渣 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？ 先求出铁矿石中氧化铁的质量 再根据化学方程式求出理论上可得纯铁的质量 最后根据纯度换算关系求出生铁的质量 解 1000t赤铁矿石中含氧化铁质量为： 1000t×80%=800t 设：理论上可以炼出纯铁的质量为x 160 112 800t x x=560t 所以生铁的质量为：560t÷96%=583t 答：可以炼出生铁质量为583t 你知道吗？ 根据有关报道，现在世界上因腐蚀而报废的金属设备和材料达到了惊人的年产量的20%-40% 金属的防腐！！！ 铁生锈条件的探究 干燥剂 现象：A试管中的铁钉生锈了 B和C试管中的铁钉没有生锈 经煮沸迅速冷却的蒸馏水 结论 铁生锈是铁与空气中的氧气与水蒸气共同发生的复杂的化学反应生成的 Fe 铁锈Fe2O3·xH2O H2O O2 两者缺一不可 初中阶段铁锈的主要写成Fe2O3即可，铁锈的结构是疏松多孔的，用手一捏就可以捏碎 大家回想一下灭火的方法有哪些？ 防止铁生锈的方法 破坏铁生锈的条件即可 日常生活中防止铁生锈的方法 刷油漆，这是最常用的一种方法，比如楼户外好的铁件都是刷油漆，一般先刷一层防锈漆，再刷普通油漆，只要油漆不脱落，铁器就不会生锈。 刷铝粉、锌粉，比较典型的是暖气管道，暖气片，因为经常接触水，刷一层铝粉就可以很好地防护。 电镀，工业用钢管等一般都是通过电镀进行防锈。 刷润滑油或机油防锈，外面涂刷油脂，隔绝空气，就能很好地防锈。 对于不经常使用的铁器，可以打蜡防锈，不好处就是夏天黏糊糊。 如果简易处理，小的铁件可以用塑料袋、塑料瓶密封保存，也可以比较有效防锈。 如果不采取技术措施，铁器在干燥的空气环境中就可以比较长时间不锈。 金属资源保护 1.防止金属制品腐蚀生锈 Cu 铜绿 H2O CO2 O2 学名：碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3 孔雀石的主要成分 2.金属资源的回收利用 节约资源 保护环境 一节小小的5号电池造成 的污染能使1平方米的土 壤绝收；一粒纽扣电池 可污染60万升水，等于 一个人一生的饮水量，废 旧电池的环境污染的确 让人触目惊心 3.有计划、合理地开采矿物 小结 Lavf57.62.100 $$