课题3 金属资源的利用和保护 第1课时（教学课件） 化学人教版五四学制2024九年级全一册

想必在你的身边，到处都有金属的身影，奔驰的汽车，呼啸的火车。翱翔的飞机。高耸的大楼，我们的生活似乎已经离不开金属。那你知道这些金属的前身是什么吗？它们都存在于哪儿呢？ 第一单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第1课时 九年级化学 全一册·人教版五四学制2024 1 学习内容导览 01 金属矿物 02 铁的冶炼 2 学习目标 1.知道金属在自然界存在的形式及常见的金属矿物。 2.掌握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。 3 新课导入 狄仁杰的迷惑 4 01 金属矿物 5 金属矿物 01 思考：金可以从河沙里淘出，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？ 沙里淘金 单质，金的化学性质稳定。 6 金属矿物 01 金属活动性由强逐渐减弱 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、银等有单质形式存在，其余金属都以化合物的形式存在。 银 Ag 铂 Pt 金 Au 7 金属矿物 01 一些常见的金属矿石 赤铁矿（主要成分Fe2O3 ） 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 铝土矿（主要成分Al2O3） 赤铜矿（主要成分Cu2O） 金红石（主要成分TiO2） 软锰矿（主要成分MnO2） 红棕色 黑色 8 金属矿物 01 我国是世界上为数不多的已知金属矿物种类比较齐全的国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列。 镓矿 钨矿 钼矿 9 金属矿物 01 金属元素在地壳中的含量 元素名称 质量分数/% 铝 7.73 铁 4.75 钙 3.45 钠 2.74 钾 2.47 镁 2.00 锌 0.008 铜 0.007 银 0.00001 金 0.0000005 地壳中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 物以稀为贵 金属铁 ？ 10 含铁量46.7% 黄铁矿 主要成分 FeS2 金属矿物 01 交流讨论：如何选择炼铁原料？ 含铁量70% 赤铁矿 主要成分 Fe2O3 含铁量72.4% 磁铁矿 主要成分 Fe3O4 含铁量48.3% 菱铁矿 主要成分 FeCO3 依据1：含铁量 依据2：产物是否环保 11 巩固练习 01 1.（2023·常州）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.孔雀石 D.铝土矿 B 12 铁的冶炼 02 13 铁的冶炼 02 Fe2O3 Fe3O4 Fe 还原反应 失去氧元素 能还原铁的氧化物的物质：CO C 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑ 高温 C为固体， 反应不充分 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 14 铁的冶炼 02 《天工开物》我国古代炼铁示意图 “凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭”（“土”为铁矿石） 原料： 原理： 铁矿石、硬木柴或煤炭或木炭 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 15 铁的冶炼 02 揭秘工业炼铁 16 铁的冶炼 02 炼铁高炉及炉内主要化学反应 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 C+O2 CO2 高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 高温 CO2+C 2CO 高温 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、富氧空气 石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 焦炭作用：提供热源， 制还原剂CO 17 铁的冶炼 02 高炉炼铁产物： 生铁 含碳量2%~4.3%的铁合金 可经过吹氧冶炼等工序生产含碳量为0.03%~2%的钢 18 铁的冶炼 02 涉及杂质问题的计算 【例题】用1000t含氧化铁80%赤铁矿可以炼出含铁96%生铁质量是 多少？(已知：Fe－56 O－16) Fe 杂质 Fe2O3 杂质 已知：氧化铁质量=1000t×80％ = 800t 解：设可炼出铁的质量为x。 答：可炼出生铁的质量为583.3t。 x = 560t 则生铁的质量为： 560t ÷ 96% = 583.3t　　 1×160 2×56 1×160 800t 2×56 x = Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 x 800t 注意：代入方程式计算的数据必须是纯净物的质量。 19 铁的冶炼 02 【变式训练】某炼钢厂日产含杂质4%的生铁3500t，试计算： （1）该3000t生铁中含纯铁多少吨？ （2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数） x = 6000t （2）设需含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石的质量为x。 解：（1）生铁中含纯铁：3500t×(1－4%)=3360t 160 x · 80% = 112 3360t 答：该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石为6000t。 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 112 x · 80% 3360t 高温 20 巩固练习 02 1．《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。下列说法正确的是( ) B．“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为Fe2O3）能溶于水 C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了化学变化 D．“锤锻成钢”：生铁高温锻打成钢，碳元素含量升高 C A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素 21 巩固练习 02 2. 小明笔记中有一处错误，你认为是图中的哪一处（ ） A.a处　 B.b处　 C.c处　 D.d处 B 22 巩固练习 02 3．联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下： 请回答下列问题： （1）写出设备A的名称： 。 高炉 23 巩固练习 02 （2）写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式： 。 （3）炼铁时焦炭的作用是：①产生热量（或“提高炉温”）；② 。 （4）应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是： 。 （5）在古代，人们把在高温下烧红的铁反复锤钉，最终使生铁转化为钢，这也是所谓“百炼成钢”的来历。写出上述转变过程中最关键一步反应的化学方程式： 。 促使反应更加剧烈，并获得更多的热量 产生一氧化碳 C＋O2 CO2 高温 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 24 课堂总结 金属资源的利用和保护 金属矿物 铁的冶炼 CO还原氧化铁 工业炼铁 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 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 原理：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 赤铁矿（主要成分Fe2O3） 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 25 九年级化学·人教版 谢谢观看 Lavf52.39.0 $$炼铁就需要用焦炭，焦炭是将煤加热到1000度进行干馏，将里面的挥发性物质去除，得到焦炭以后再进行炼铁。炼铁是在这样的高炉内进行，将开采来的铁矿石放进高炉内，再使用焦炭燃烧产生的高温气体还原铁矿石，同时向高炉里注入大量氧气。等铁矿石里的杂质被清除后，里面的铁会化成铁水流出来，上面剩下的就是炉渣。炉渣会在自然冷却后用于修路等工程上，得到的铁水还需要要再次溶炼才能成钢。