6.3 金属矿物与金属冶炼（讲解课件）-【优翼·学练优】2025-2026学年新教材九年级化学下册同步备课（科粤版2024）

第六单元 金属和金属材料 6.3 金属矿物与金属冶炼 1 学习目标 了解金属在自然界的存在方式。 1 了解铁的冶炼方法及原理。 2 讲授新课 掌握含杂质物质的有关化学方程式的计算方法。 3 2 铜（铜鼎，商代，距今3000多年） 铁（铁犁，西汉，距今2000多年） 铝（铝锅，20世纪） 情境导入 1.为什么铜、铁、铝大量冶炼的年代差距如此之大？ 2.为什么到目前为止，铁仍是世界上产量最大、应用最广的金属？ 01 几种金属矿物 4 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 其余60余种金属元素 ＜1 1.金属元素在地壳中的含量 地壳中含量最高的金属元素是铝！ 2.金属在自然界存在的形式 除了金、银、铂等有单质形式存在，其余金属都以化合物的形式存在。 自然界以单质形式存在的金 自然界以单质形式存在的银 6 赤铁矿 （主要成分是Fe2O3 ） 磁铁矿 （主要成分是Fe3O4 ） 大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的。 3.常见的金属矿石 7 3.常见的金属矿石 大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的。 黄铁矿 （主要成分是FeS2 ） 孔雀石 [主要成分是Cu(OH)2CO3] 8 铝土矿 （主要成分是Al2O3 ·nH2O） 赤铜矿 （主要成分是Cu2O） 3.常见的金属矿石 大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的。 9 02 钢铁的冶炼 10 实验药品 化学原理 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 实验装置 氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体 如图所示。 实验6-6 1.CO还原氧化铁 1.往耐高温的硬质玻璃管中加入少量氧化铁粉末。 2.通入一氧化碳，等待片刻后点燃尖嘴管处酒精灯。 实验步骤 为什么通入一氧化碳要等待片刻？ 排尽装置内的空气，以免加热时一氧化碳和空气混合引起爆炸。 实验步骤 3.用酒精喷灯对着硬质玻璃管放氧化铁处加热。 4.当反应结束后，停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至硬质玻璃管冷却。 为什么停止加热后要通一氧化碳至硬质玻璃管冷却？ 防止生成的铁被空气中的氧气氧化。 ①红棕色的物质变为黑色； ②澄清的石灰水变浑浊； ③尾气燃烧并产生蓝色火焰。 实验现象 说明反应的生成物有：铁和二氧化碳生成。 一氧化碳还原氧化铁实验 一氧化碳还原氧化铁实验 2.工业炼铁 原理 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 原料 铁矿石：提供铁元素 焦炭：提供还原剂，提供能量 空气：提供反应所需氧气 石灰石：将矿石中的二氧化硅转变 为炉渣 设备 高炉 产物 生铁（主要含铁） 16 类别 含碳量/% 含杂质（硫、磷等） 机械性能 机械加工 生铁 2 ~ 4.3 多 硬而脆 可铸不可锻 钢 0.03 ~ 2 少 硬而韧，有弹性 可铸可锻 生铁和钢的区别 生铁的用途 齿轮 炊具 农具 钢的用途 建筑材料 厨具 刀具 我国古代炼铁图 宝钢炼铁高炉 铁矿石与氧化铁，铁与生铁之间有什么的关系？ 铁矿石 Fe2O3 Fe 混合物 化合物 （纯净物） 单 质 （纯净物） 生 铁 （主要含铁） 合 金 （混合物） 思考与交流 21 3.有关含杂质物质的计算 【例题】用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁95%的生铁的质量是多少？ 解：2000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：2000t×80%=1600t 设：1600t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 160 2×56 1600t x 160 2×56 = 1600t x x=1120t 折合为含铁95%的生铁的质量为：1120t÷95%≈1179t 答：理论上可以炼出含铁95%的生铁的质量是1179t。 1.冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少？ 解：设需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为x。 Fe3O4 ~ 3Fe 232 168 x×90% 2000t×(1-3%) 232 x×90% = 168 2000t×(1-3%) 解得：x≈2977t 答：需要含Fe3O490%的磁铁矿石2977t。 练一练 23 小结 纯物质的质量 不纯物质的质量 ×纯物质的质量分数 ÷纯物质的质量分数 纯度= 不纯物质中某纯净物质量 不纯物质质量 ×100% 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，应注意杂质问题 知识视窗 冶炼金属的常用方法 1.活泼金属(如K Ca Na Mg Al) 电解法: 2Al2O3 =====4Al+3O2↑ 2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu) 热还原法: 2CuO+C====2Cu+CO2↑ 3.较稳定金属(如Hg Ag) 热分解法: 2HgO====2Hg+O2↑ 4.稳定金属(如Pt Au) : 用物理方法提取 通电 高温 冰晶石 △ 1.为什么铜、铁、铝大量冶炼的年代差距如此之大？ 2.为什么到目前为止，铁仍是世界上产量最大、应用最广的金属？ 思考与交流 金属利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关，与金属的活动性顺序有关，越不活泼的金属越早被利用。 铁之所以成为世界上产量最大、应用最广的金属，是因为它在资源丰富、生产成本低、机械性能优良、应用广泛、技术成熟、可回收性强和经济性高等方面的综合优势。 课堂小结 铁的冶炼 铁的冶炼 金属矿物 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 计算：含杂质物质的相关计算 赤铁矿（主要成分Fe2O3）、磁铁矿（主要成分Fe3O4）、赤铜矿（主要成分Cu2O） 原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 27 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（ ） A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4) C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿( FeCO3) 随堂训练 C 2.把赤铁矿、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，下列说法正确的是（ ） A.高炉炼铁得到的产物是纯铁 B.铁矿石和焦炭是工业炼铁的重要原料 C.炼铁原料中焦炭的主要作用是直接将氧化铁还原为铁 D.石灰石用于除去尾气 B 3.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.90% C.85% D.80% B 作业布置 请完成《优翼·学练优·化学·九年级全·KY》对应课时作业。 声 明 本文件著作权为创作公司所有，仅限于教师教学及其他非商业性和非盈利性用途。如发现盗用、转卖、网络传播等侵权行为，本公司将依法追究其相应法律责任。 部分素材选自网络，如有争议，请联系删改。 Lavf57.4.100 $