第八单元课题 3 金属资源的利用和保护-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第1课时 铁的冶炼 学习目标 1. 能说出一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物 2. 懂得从铁矿石中将铁还原出来的方法 3.会根据化学方程式对含杂质的物质进行有关计算 全球价值最高的河 自然界中的金属都是以什么形式存在的呢？ 一、金属矿物——金属资源的存在形式 1.单质形式： 元素的游离态。 常见于不活泼金属，例如金、银等。 自然金 自然银 2.化合物形式： 元素的化合态。 化学性质比较活泼，大部分金属。 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 黄铁矿 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 FeS2 氧化铁 四氧化三铁 碳酸亚铁 二硫化亚铁 常见的铁矿石及主要成分 常见的铜矿石及主要成分 赤铜矿 孔雀石 黄铜矿 辉铜矿 Cu2O Cu2(OH)2CO3 CuFeS2 Cu2S 氧化亚铜 碱式碳酸铜 二硫化亚铁铜 硫化亚铜 铝土矿 金红石 闪锌矿 软锰矿 Al2O3 TiO2 ZnS MnO2 氧化铝 二氧化钛 硫化锌 二氧化锰 其他矿石及主要成分 地球上金属资源很丰富，我国矿物储量种类齐全。 在所有金属中， 含量最丰富的是铝， 而提取量最大的是铁。 （一） 古代炼铁 二、铁的冶炼 我国古代炼铁 明代宋应星所著 《天工开物》中 我国古代炼铁图 铁矿石 主要成分 含铁量 赤铁矿 Fe2O3 70% 磁铁矿 Fe3O4 72% 菱铁矿 FeCO3 48% 黄铁矿 FeS2 47% 1.如果你是炼铁厂厂长，你会选用哪些矿石做原料？为什么？ 2.焦炭、一氧化碳、氢气都能还原出铁，你准备选用哪种物质来炼铁？为什么？ （二）工业炼铁 1、主要原料： 2、主要设备： 3、原理： 铁矿石、焦炭、石灰石（将二氧化硅转化成炉渣） 高炉 高温下用一氧化碳从铁矿石中把铁还原出来。 4、产物： 生铁 高炉炼铁原理 工业炼铁 工业炼铁原理： 在高温下，利用_____________把铁从铁矿石中还原出来。 一氧化碳 工业炼铁时各物质的作用： 焦炭： 提供热量，提供还原剂。 石灰石： 把杂质转化为炉渣 三、【探究实验】 炼铁的原理：一氧化碳还原氧化铁 铁架台、硬质玻璃管、橡皮塞、酒精灯、试管、酒精喷灯、导气管 1、仪器： 2、试剂： 氧化铁粉末、一氧化碳、澄清的石灰水 3、实验原理： 1. 检查装置气密性； 2. 将适量的氧化铁装入玻璃管并固定装置； 3. 点燃右边的酒精灯； 4. 通入一氧化碳气体； 5. 点燃酒精喷灯给氧化铁加热； 6. 待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热 ； 7. 待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边的酒精灯。 4、实验步骤： 收集法 燃烧法 尾气处理 5、现象(及方程式的解释) ①玻璃管里红色粉末逐渐变成黑色； ②澄清石灰水变浑浊； ③点燃尾气时，产生蓝色火焰。 思考讨论 1.实验开始时为什么要先通入一会儿CO？ 排出实验装置内的空气，以免CO与空气混合导致CO不纯，加热时发生爆炸。 2.如何验证反应中生成了什么物质 将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ； 红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。 3.装置中右边的酒精灯起什么作用？ 把尾气烧掉，防止污染空气。（CO有剧毒） 5. 实验完毕后为什么要继续通入CO直至玻璃管冷却？ 防止生成的铁在较高温度下被氧化。 先停止加热，防止还原的铁被氧化 4、实验结束后，是先停止加热，还是先停止通一氧化碳，为什么？ 思考讨论 四、含杂质的化学反应计算 例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？ 解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 1000t×80%=800t 设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X 160 112 800t X X=560t 折合为含铁96%的生铁的质量为：560t÷96%≈583.3t 答：1000t该矿石可炼出含铁96%的生铁583.3t。 带入计算的必须是纯净物质量 含有杂质的反应物或生成物的有关计算 此类题型的解题思路： 1.找出带入方程式的纯量计算用乘法 2.按化学方程式的计算步骤进行计算 3.方程式求出的纯量转化混合物用除法 一、金属的存在形式：单质态和化合态。 二、铁的冶炼 1．铁的冶炼历史：我国在春秋战国时期就能冶铁和炼钢； 三、实验室用一氧化碳还原氧化铁（实验现象、注意事项）； 2．工业炼铁（原料、设备、反应原理、产物）。 四、有关杂质的计算 化学方程式中的计算，一定要以纯物质的质量来进行计算！ 课堂小结 1.从人类利用金属的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事，这个先后顺序主要取决于（ ） A.金属的活泼性强弱 B.金属的熔沸点高低 C.金属的导电性强弱 D.地壳中金属含量多少 2.下列关于金属的说法中，正确的是（　　） A．大多数金属在自然界中以单质形式存在 B．钢属于合金，生铁不属于合金 C．菱铁矿的主要成分是FeCO3 D．电线一般用铜制而不是银制，是因为铜的导电性比银好 3.只有金、银等少数金属在自然界中以单质形式存在，其原因是 A C 金、银的金属活动性不强，难与其他物质发生反应 【练习1】某钢铁厂每天需要消耗5000t含Fe2O3 76%的赤铁矿，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少？ 【练习2】冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe2O390%的赤铁矿石的质量是多少？ 【练习3】冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量是多少？ 2714.3t 3079.4t 2976.7t Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf56.15.102 Lavf57.83.100 $$