3.2.4金属冶炼（课件）-【上好课】2024-2025学年九年级科学上册同步精品课堂（华东师大版）

2.4 金属冶炼 YF 教学目标 一 一 01 知道常见金属的矿物 了解铁的冶炼 02 03 会进行涉及不纯物的化学方程式简单计算 课堂引入 二 诗句描述了铜官山脚下，冶铜工人在熊熊的炉火，火舌窜动中，炼铜的场景！ 那么，如何从金属矿石中得到我们想要的金属呢？ 3 课堂引入 二 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。 4 自然界中的几种矿石 三 自然界中以单质形式存在的金 自然界中以单质形式存在的银 　　地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，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。 自然界中的几种矿石 三 赤铁矿 Fe2O3 磁铁矿 Fe3O4 黄铁矿 FeS2 铝土矿 Al2O3 黄铜矿 CuFeS2 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 　　我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。 赤铁矿（主要成分 ） 磁铁矿（主要成分 ） 菱铁矿（主要成分 ） 铝土矿（主要成分 ） 黄铜矿（主要成分 ） 辉铜矿（主要成分 ） 自然界中的几种矿石 三 金属冶炼——铁 四 1、实验原理 2、实验步骤 实验室用CO还原氧化铁实验 检查装置气密性 装药品，固定仪器 通入CO气体 点燃酒精灯 点燃酒精喷灯 反应结束，熄灭酒精喷灯 冷却后停止通CO 熄灭酒精灯 金属冶炼——铁 四 3、实验现象 玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑 试管内澄清石灰水变浑浊 气体燃烧，有淡蓝色火焰 金属冶炼——铁 四 写出上述反应的化学方程式 思考 金属冶炼——铁 四 4、注意事项 注意验纯 注意气体通停顺序 注意尾气处理 注意检查装置气密性 金属冶炼——铁 四 （1）CO气体通入顺序及通入目的是什么？ （2）先点燃酒精灯还是酒精喷灯？为什么？ 思考 　　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。 　　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。 金属冶炼——铁 四 （3）什么时候停止通入CO，目的是什么？ 思考 　　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。 金属冶炼——铁 四 　　处理尾气CO常用的方法有： ①燃烧法。在导管的末端放一个燃着的酒精灯，将CO燃烧掉。 ②气球收集法。在导管的末端系一个小气球收集CO。 ③排水收集法。用排水法收集尾气，装置如下: （4）如何处理尾气CO ？ 思考 金属冶炼——铁 四 5、改进实验装置 Fe2O3 CO 澄清石灰水 与上个实验装置相比，此实验装置的优点是什么？ 节省能源（或充分利用未反应的CO燃烧放出的热量）。 工业炼铁 五 怎样把铁矿石变成铁呢？ 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑ 高温 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 把铁元素从铁矿石中提炼出来 回顾：得到铁的化学方程式呢？ 工业炼铁的原理 工业炼铁 五 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 铁矿石、焦炭、石灰石 高炉气体 高炉气体 出铁口 进风口 O2 N2 热空气 生铁 进风口 出渣口 CO2+C 2CO 高温 C+O2 CO2 高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 高温 炉渣 炼铁的原料 炼铁原理 因为这两种矿石含铁量高(质量分数大)，且含硫等“有害元素”少，冶炼时产生的污染小。 常见的铁矿石中理论上最适宜炼铁的两种矿石是什么？理由？ 赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 最适宜炼铁的两种矿石： 工业炼铁 五 工业炼铁 五 1、石灰石的作用是什么？ 使有矿石中二氧化硅转变成炉渣而除去。 2、工业上用该方法得到的是纯铁吗？ 不是，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。 思考与交流 含杂质有关的化学方程式计算 六 纯净物的质量 ＝ 不纯物质的总质量×纯度 纯度＝ ×100% 纯净物的质量 不纯物质的总质量 在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。 第二步，依据化学方程式，根据已知纯物质的质量计算未知纯物质的质量； 第一步，将含杂质的物质质量转化成纯净物的质量； 第三步，将纯物质转化成杂质物质的质量。 不纯物质的质量=纯净物的质量 ÷纯度 含杂质的计算一般做法 20 含杂质有关的化学方程式计算 六 【例题1】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％ 的生铁多少吨？ 赤铁矿 (主要成分是Fe2O3) 1000t×80%=800t Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 160 2×56 800t x x=560t 解：1000t赤铁矿石中氧化铁的质量= 设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。 则含铁96%的生铁的质量为=560t÷96%≈583t 答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁约583t。 160 2×56 = 800t x 高温 含杂质有关的化学方程式计算 六 【例题2】炼出1 120 t含铁95%的生铁，理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿多少 t？ [解]设： 理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为x 160 112 80%x 1 120 t×95% 160 0.8x = 112 1 064 t x = 1 900 t 答：理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿1900 t 3CO + Fe2O3=====2Fe+3CO2 高温 含杂质有关的化学方程式计算 六 【例题3】某炼钢厂炼钢厂购进含杂质20%的磁铁矿石（含Fe3O4）1 000吨，预算能产含杂质4%的生铁多少？ [解]设： 预算能产含杂质4%的生铁质量为x 232 168 1 000 t×80% 96%x 233 800 t = 168 96%x x = 603.4 t 答：预算上能产出含杂质4%生铁603.4 t 4CO + Fe3O4=====3Fe + 4CO2 高温 含杂质有关的化学方程式计算 六 （1）纯度=×100%=1-杂质的质量分数 （2）纯物质的质量=不纯物质的总质量×纯度（纯物质的质量分数） （3）不纯物质的总质量= （4）杂质的质量=不纯物质的总质量×（1-纯度） 不纯物质、纯物质、物质纯度之间的关系 当堂测试 七 1、科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环 保角度分析，下列矿石（括号中为其主要成分的化学式）中最不宜炼铁的是( ) C A.赤铁矿 B.磁铁矿 C. D.菱铁矿 【解析】选项中最不适宜用来炼铁的是黄铁矿，因为黄铁矿中含有硫元素，在冶炼过程中可能会产生污染空气的二氧化硫气体，故选C。 归纳总结冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则：①需提炼金属的含量高；②矿石在冶炼过程中对环境污染小。 当堂测试 七 2、下图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关说法不正确的是( ) C A.澄清石灰水可用于检验是否有 生成 B.硬质玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑 C.反应前先点燃酒精喷灯，然后通入 D.该实验可导致空气污染 当堂测试 七 【解析】 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验过程中，试管中 澄清石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成。 玻璃管中红棕 色的氧化铁粉末和一氧化碳反应，生成黑色的铁粉。 反应前先通 入 ，排尽装置内的空气，再点燃酒精喷灯加热，以防爆炸。 一氧化碳有毒，会污染空气，为了减少空气污染，需要增加尾气处理装置。 当堂测试 七 3、下列主要成分是 的铁矿石是( ) A A.赤铁矿 B.磁铁矿 C.菱铁矿 D.铝土矿 【解析】 赤铁矿的主要成分是 ；磁铁矿的主要成分是 ；菱 铁矿的主要成分是 ；铝土矿的主要成分是 。 当堂测试 七 4、下列关于工业炼铁的叙述错误的是( ) C A.使用的设备是高炉 B.主要原料为铁矿石、石灰石、焦炭和热空气等 C.主要反应原理： D.主要产物为生铁 【解析】 工业炼铁是在高温的条件下，用一氧化碳还原氧化铁，生成铁 和二氧化碳，化学方程式为 ，C错误。 当堂测试 七 5、对下列实验过程当中实验现象叙述错误的是（ ） A．一氧化碳燃烧，产生蓝色的火焰 B．石灰水由澄清变浑浊 C．红色的氧化铁逐渐变为银白色 D．点燃酒精喷灯，剧烈燃烧，放出大量的热 C 防止灼热的铁再次被氧化 红色物质逐渐变黑，澄清的石灰水变浑浊 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 排净玻璃管内的空气，防止发生爆炸 尾气处理，防止ＣＯ污染空气 高温 1、反应的现象________________________ 2、反应的化学方程式___________________ 3、反应时是先通一氧化碳还是先给药品加热呢?目的是_______________________ 4、装置中右侧的酒精灯作用是________________________ 5、先停止加热,等冷却后在停止通CO,目的：________________________ 当堂测试 七 课堂总结 八 金属冶炼 金属资源的概况 铁的冶炼 炼铁原理 工业炼铁设备：炼铁高炉 工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石 含杂质物质的计算 单质 化合物 32 THANKS THIS IS A ART TEMPLATE ,THE TEMPLATE DESIGN BY JERRY. THANK YOU WATCHING THIS ONE. $$