8.3金属资源的利用和保护 第1课时金属矿物　铁的冶炼课件-2024-2025学年九年级化学人教版下册

课题3 　金属资源的利用和保护 第1课时　金属矿物　铁的冶炼 知识点1 金属元素的存在形式及常见的金属矿石 1. 地球上的金属资源除了____、____等有单质形式存在，其余都以______的形式存在。在地壳中的含量居前三位的金属元素是____________。 2. 常见的矿石(主要成分)：赤铁矿(_______)、磁铁矿(_______)、铝土矿(_______)、赤铜矿(Cu2O)、金红石(TiO2)、软锰矿(MnO2)等。 金 银 化合物 铝、铁、钙 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 下列有关金属的说法，错误的是 ( ) A. 人类使用最早的金属是铜，常见的铜矿有赤铜矿和黄铜矿等 B. 地球上大多数金属都以化合物的形式存在 C. 磁铁矿的主要成分是Fe3O4 D. 每年提取量最大的金属是铝 D “绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应关注。从效益与环保角度考虑，以下矿石中最不适宜炼铁的是 ( ) A. 赤铁矿(Fe2O3)　 B. 磁铁矿(Fe3O4)C. 黄铁矿(FeS2) D. 菱铁矿(FeCO3) C 知识点2 铁的冶炼 (1)原理：利用____与_______的反应，化学方程式为 ___________________________。 CO Fe2O3 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 (2)高炉炼铁 焦炭的作用 ①燃烧提供热量：_____________　　　　　 ②制取CO：________________ 石灰石的主要作用：将矿石中的二氧化 硅转变为炉渣 原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石和空气等 原理：在_____条件下，利用炉内反应生成的 ____把铁从铁矿石里还原出来(产品是生铁) 高温 CO C+O2 CO2 CO2 +C 2CO 如图是在实验室模拟CO与Fe2O3反应的实验装置图，回答下列问题。 (1)实验开始前，需要先通入 一段时间CO，作用是_________________________ ______________________ 。 (2)实验过程中在A处可观察到的现象是______________ ____________，发生反应的化学方程式为_________ ____________________；B处观察到的现象是______ ___________。 装置内的空气，防止加热 排尽 时发生爆炸 红棕色粉末逐 渐变为黑色 Fe2O3＋ 澄清石 灰水变浑浊 3CO 2Fe＋3CO2 (3)该实验设计装置C的目的是______________________ _____。 (4)实验结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至硬质玻璃管冷却，原因是__________________________ ________________________。 (5)该实验体现了CO的______(填“还原”或“氧化”)性。 除去尾气中污染空气的 CO 防止澄清石灰水倒吸，且防 止高温的铁再次被氧化 还原 (2023秋·德庆县期末)我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程如图所示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。 ②铁的熔点是1 535 ℃。 (1)工匠们在炼铁过程中不断鼓入空气的目的是______ _____；炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是___________________________________。 (2)若铁矿石使用的是磁铁矿，则炼铁炉中发生反应的化学方程式为___________________________。 (3)撒入潮泥灰的主要作用是______________________ __________。不断翻炒液态生铁，是为了降低生铁中_______元素的含量。 (4)钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁____，易于加工。 提高 炉温 增大反应物接触面积，加快反应速率 将矿石中的SiO2转变为炉 渣而除去 碳或C 低 Fe3O4＋4CO 3Fe＋4CO2 知识点3 含杂质物质的计算 1. 不纯物质、纯物质、物质纯度之间的关系： 纯度(物质的质量分数)＝ ×100% ＝1－杂质的质量分数。 2. 计算的一般步骤：(1)将已知含杂质物质的质量换算成纯物质的质量；(2)将纯净物的质量代入化学方程式进行计算；(3)将计算得到的纯净物质量换算成所求含杂质物质的质量。 100 t含氧化铁80%(质量分数)的赤铁矿，可炼出含杂质4%(质量分数)的生铁多少吨(计算结果精确到0. 1)？ 解：设生成铁的质量为x。 160　　　　　　2×56100 t×80% x 生铁的质量：56 t÷(1－4%)≈58. 3 t 答：可以炼出含杂质4%的生铁58. 3 t。 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 　 x ＝56 t 冶炼2 000 t含杂质3%(质量分数)的生铁，需要含Fe3O4 90%(质量分数)的磁铁矿石的质量是多少(计算结果保留整数)？ 解：纯铁的质量为2 000 t×(1－3%)＝1 940 t。 设需要磁铁矿石的质量为x。 232 168 90%x 1 940 t　　 答：需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量为2 977 t。 Fe3O4＋4CO 3Fe＋4CO2 x ≈2 977 t 1. (2023秋·电白区期末)利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法不正确的是 ( ) A. 网罩的作用是提高火焰温度B. b处可用澄清石灰水检验生成的CO2C. 反应一段时间后a处固体质量增大D. 可在装置末端放一只燃着的酒精灯处理尾气 C 2. [跨学科·语文]人类从石器时代进入青铜时代，继而进入铁器时代，是以金属材料使用作为标志。 (1)刘禹锡《浪淘沙》中写到“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，可见自然界中有以_____(填物质类别)形式存在的金。 单质 (2)明代宋应星所著《天工开物》中我国古代炼铁图如下。 ①“垦土拾锭”，说明该地区的铁_____(填“元素”“原子”或“单质”)含量比较高。②“淘洗铁砂”属于__________(填“物理变化”或“化学变化”)。 元素 物理变化 ③铁冶炼使用的燃料有三个阶段：最初是木炭，然后是煤炭，因为相较于“伐薪烧炭”，人们在古代很难挖掘深埋于地下的煤炭，再到现在的焦炭。写出用赤铁矿高炉炼铁反应的化学方程式：__________________ ____________。 “铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。”将生铁炼成钢时，主要是降低了生铁中的含碳量，发生的反应是________ __________(用化学方程式表示)。 3CO2＋2Fe C＋O2 Fe2O3＋3CO CO2 ④对生铁炼钢的描述有：“凡钢铁炼法，……火力到时，生铁先化。”说明生铁的熔点比钢____。 “烧铁器淬胆矾水中，即成铜色也”一句中蕴含的化学反应基本类型是__________。 低 置换反应 3. 竖炉炼铁是一种重要的炼铁方法，其工艺流程如图所示。 (1)赤铁矿属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。(2)用化学方程式表示竖炉内进行的反应： A. 还原反应室内：__________________________ (反应有水生成)。 B. 燃烧室内：__________________________。 混合物 CH4＋2O2 CO2＋2H2O Fe2O3＋3H2 2Fe＋3H2O (3)下列说法正确的是____(填字母序号)。 A. 加入的铁矿石要进行粉碎，目的是加快反应速率和提高原料利用率 B. 该工艺流程中，可循环利用的物质有高温尾气(CO2和H2O)和CH4 C. 燃烧室内进行的反应为炼铁提供了大量热量 D. 竖炉炼铁得到的产品为纯铁 (4)一般不选用黄铁矿(主要成分FeS2)来炼铁，原因是_________________________________________________。 AC 黄铁矿含铁量低且会产生有毒气体二氧化硫，污染环境 $$