8.3.1 铁的冶炼（课件）- 2024-2025学年九年级化学下册同步课件（人教版2024）

nullnull 金属资源的利用和保护 STEEL WORK SUMMARY 第1课时铁的冶炼 YOUR LOGO 汇报：稻小壳 学习目标 01 知道金属在自然界存在的形式及常见的金属矿物。 02 理解铁的冶炼方法和原理，会计算含杂质物质的有关化学方程式的计算。 导入新课 航母，卫星，火箭，高铁等的铸造对金属需求量极大，这么多金属来源哪里？ 是如何提炼出来的？ Part.01 金属矿物 单击此处输入你的正文，请尽量言简意赅的阐述观点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。 金属矿物 1.金属在自然界存在的形式 沙里淘金，这说明金是以化合物形式存在还是以单质形式存在呢？为什么呢？ 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 金属矿物 大部分以化合物的形式存在。金属化合物在自然界以矿物质形式存在，称为矿石。 铝土矿主要成分是Al2O3 赤铁矿主要成分(Fe2O3) 磁铁矿主要成分(Fe3O4） 赤铜矿主要成分(Cu2O) 金红石主要成分(TiO2) 软锰矿主要成分(MnO2) 工作不足 矿石如何变成金属？ 人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属，用于工农业生产和其他领域。提取量最大的是铁,矿石如何变成金属？。 铁的冶炼 早在春秋时期，我国就开始生产和使用铁器，战国时期，铁制工具的大量使用提高了生产力水平。 图8-15《天工开物》记载的我国古代炼铁示意图 Part.02 铁的冶炼 单击此处输入你的正文，请尽量言简意赅的阐述观点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。 铁的冶炼 思考1：工业生产大量的铁，我们需要寻找哪种矿石炼铁？ 黄铜矿可以吗？ 主要成分(Fe2O3) 主要成分(Fe3O4） 主要成分是CuFeS2 铁含量70% 铁含量72.4% 铁含量30.4% 赤铁矿 黄铜矿 磁铁矿 磁铁矿，含铁量最高，但磁铁矿资源少，缺乏，因此工业炼铁是用赤铁矿，黄铜矿含有硫元素，会生产二氧化硫污染空气 工业生产要考虑 1.原料是否易得 2.价格是否便宜 3.能否大量生产 4.对环境的影响 铁的冶炼 铁的冶炼 矿石如何变成金属？ 原理 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 原料 铁矿石： 焦炭： 空气： 石灰石： 设备 高炉 产物 生铁，含碳量2%~4.3%，不是纯铁 提供铁元素 提供还原剂，提供能量 提供反应所需氧气 除去铁矿石中的SiO2转化为炉渣 思考与讨论 3、炉渣出口和生铁出口那个高，为什么？ 炉渣出口高，因为生铁的密度大于炉渣 1、将生铁冶炼成钢时，需要通纯氧的目的？ 2、炼铁的固体原料需要经过粉碎，其目的是？ C + O2 CO2 高温 增大反应物接触面积，使反应更快、更充分 与生铁中的碳反应生成气体，降低碳含量 铁的冶炼 Fe 混合物 化合物 （纯净物） 单 质 （纯净物） 合 金 （混合物） 物质的纯度 = ×100% 不纯物的总质量 纯净物的质量 铁矿石 在实际生产时(如图8-17),炼铁所用的原料 或所得的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 Fe2O3 Fe 生 铁 （主要含铁） 铁的冶炼 【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赤铁矿石中含氧化铁的质量为 设：800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。 折合为含铁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583t。 高温 160 2×56 = 800t x 铁的冶炼 2. 工业上用600 t含氧化铁80%的赤铁矿炼铁，理论上可得到含杂质4%的生铁的质量是多少？(相对原子质量：O-16 Fe-56) 解：设可炼出铁的质量为X 答：可炼出生铁的质量为350t. 160 480t = 112 X X =336t 160 112 480t x 含铁96%的生铁的质量为 336t÷96%=350t 600t赤铁矿中氧化铁的质量为：600t x 80%=480t Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 生铁中铁的质量分数为1-4%=96% 课堂小结 自然界中的金属 工业炼铁 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 除金、银外多以化合物形式存在 练习与应用 1.下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是(    ) A. 铝             B. 金           C.银           D. 铁 4.某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%,则该矿石样品中Fe₂O₃的质量分数为( )。 A.95% B.85% C.90% D.80% 5.写出下列金属矿石主要成分的化学式。 (1)磁铁矿： ;(2)赤铜矿： ; (3)铝土矿： . D C Fe3O4 Cu2O Al2O3 练习与应用 7. 我国古代将炉甘石(ZnCO₃)、 赤 铜(Cu2O)  和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种 外观似金子的锌和铜的合金，试写出相关反应的化学方程式(提示：ZnCO3受热分解可 生成ZnO等)。 ZnCO3 ZnO+CO2↑ 2Cu2O+C 4Cu+CO2↑ 2 ZnO+C 2Zn+CO2↑ 练习与应用 8.某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe₂O₃76% 的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生 铁的质量是多少(计算结果保留一位小数)? 解：设可炼出铁的质量为X 答：可炼含铁98%的生铁的质量 为2714.3t 160 3800t = 112 X X =2660t 160 112 3800t x 含铁98%的生铁的质量为 2660t÷98%=2714.3t 5000t赤铁矿中氧化铁的质量为：5000t x 76%=3800t Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 当堂训练 1. [新素材] 2021年3月中旬，天问一号着陆巡视器搭载着祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部。火星土壤中含量最高的金属元素为铁元素，主要以氧化铁形式存在，因此火星土壤呈现红色。地球工业中常利用赤铁矿(主要含有氧化铁)来炼铁，下列说法中正确的是( ) A. 地球的地壳中含量最高的金属元素也是铁元素 B. 高炉炼铁得到的产品是纯铁 C. 炼铁过程中，氧化铁体现出了还原性 D. 高炉炼铁时加入的石灰石可将杂质二氧化硅转化为炉渣 D 当堂训练 2.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 C.软锰矿 D.铝土矿 3.　 　是地壳中含量最多的金属元素，　 　是目前人类从金属矿物中提取量最大的金属。  　铁　 　铝　 　B　 当堂训练 (1)在步骤①中将固体反应物粉碎的目的是_______________　 　。  间的接触面积，加快反应速率　 第2题图 　增大反应物之 2.某钢铁厂采用赤铁矿冶炼钢铁，其主要工艺流程如图，请完成下列问题。 当堂训练 (2)高炉气体中除SO2、CO外，主要成分还有_____________　 　(填化学式)。  (3)在步骤④中吹入氩气，使钢水循环流动，使各部分均匀混合，相当于化学实验中　 　(填一种仪器名称)的作用。  (4)钢铁冶炼的产品是生铁和钢，两者性能差异的主要原因是　 　。往生铁中通入纯氧的目的是 　 (用化学方程式表示)  C+O2CO2　 　含碳量不同　 　玻璃棒　 理即可)　 　N2、CO2(合 YOUR LOGO 感谢聆听 STEEL WORK SUMMARY 单击此处输入你的正文，请尽量言简意赅的阐述观点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。 $$null