第1节 金属矿物及铁的冶炼 第1课时（教学课件）化学沪教版2024九年级上册

该初中化学课件聚焦常见金属矿物及铁冶炼的化学原理，从青铜时代到现代金属的作用导入，衔接金属元素存在形式（单质与化合物）到冶炼转化的脉络，通过学习目标、内容导览及探究问题搭建学习支架。 特色在于融合科学探究与实践（如CO还原氧化铁实验步骤、原料选择讨论）、化学观念（物质转化、环保意识）及科学思维（典例分析成分判断），结合《天工开物》文献增强文化联系。采用探究式教学，助学生提升实验操作与推理能力，为教师提供丰富教学资源。

第6章 金属资源综合利用 第1节 金属矿物及铁的冶炼 九年级化学 上册·沪教版2024 第1课时 常见的金属矿物 铁冶炼的化学原理 学习内容导览 铁冶炼的化学原理 2 常见的金属矿物 1 2 明·学习目标 1.学生能够认识常见的金属矿物，了解其主要成分和用途。 3.理解金属冶炼与环境保护的关系，培养可持续发展的意识。 2.掌握铁的冶炼原理和实验方法，能书写相关化学反应方程式。 3 引·新课导入 从青铜时代、铁器时代起，到科技发达的今天，金属作为一种重要的材料，对生产生活、社会发展有着十分重要的作用。 4 常见的金属矿物 01 一、常见的金属矿物 探·知识奥秘 规范使用化学符号。注意反应物比例。掌握安全图标含义。理解催化剂特性。学习元素性质比较时，建立化学实验日志。学习石油分馏产物时，使用模拟实验软件。理解元素周期律。学习化学方程式配平时，建立化学实验日志。学习摩尔质量计算时，与同学互相讲解能加深印象。理解质量守恒本质。学习摩尔质量计算时，利用模型辅助理解。注意反应条件影响。注意物质状态符号。掌握常见物质颜色。理解比死记硬背更重要。注意区分相似概念。 地壳中几种金属元素的含量(质量分数) 金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属(如铂、金、银等)以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。金属元素在自然界中一般以矿物的形式存在。 6 一、常见的金属矿物 探·知识奥秘 规范使用化学符号。注意反应物比例。掌握安全图标含义。理解催化剂特性。学习元素性质比较时，建立化学实验日志。学习石油分馏产物时，使用模拟实验软件。理解元素周期律。学习化学方程式配平时，建立化学实验日志。学习摩尔质量计算时，与同学互相讲解能加深印象。理解质量守恒本质。学习摩尔质量计算时，利用模型辅助理解。注意反应条件影响。注意物质状态符号。掌握常见物质颜色。理解比死记硬背更重要。注意区分相似概念。 金属矿物 铁的矿物 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 黄铁矿 铜的矿物 黄铜矿 辉铜矿 孔雀石 铝的矿物 铝土矿 明矾石 7 一、常见的金属矿物 探·知识奥秘 规范使用化学符号。注意反应物比例。掌握安全图标含义。理解催化剂特性。学习元素性质比较时，建立化学实验日志。学习石油分馏产物时，使用模拟实验软件。理解元素周期律。学习化学方程式配平时，建立化学实验日志。学习摩尔质量计算时，与同学互相讲解能加深印象。理解质量守恒本质。学习摩尔质量计算时，利用模型辅助理解。注意反应条件影响。注意物质状态符号。掌握常见物质颜色。理解比死记硬背更重要。注意区分相似概念。 你知道学校所在地区（或家乡)有哪些金属矿物？能识别它们吗？请收集金属矿物样品或查阅相关资料，并与同学交流。 赤铁矿 褐铁矿 黄铁矿 孔雀石 铝土矿 ( Fe2O3) ( Fe2O3· xH2O) ( FeS2) [ Cu2(OH)2CO3] [ Al(OH)3 ] 以金属矿物作为原料，通过一系列物理变化、化学变化可以得到相应的金属单质。而使金属矿物转化成金属的过程称为金属冶炼。 8 析·典型范例 【典例1】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 9 析·典型范例 【典例2】人类使用材料的历史就是人类的进步史。下列物品的主要材质在自然界以单质形式存在的是（ ） A．青铜器 B．铸铁宝剑 C．黄金首饰 D．塑料器具 C 10 铁冶炼的化学原理 02 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 含铁量46.7% 黄铁矿 主要成分 FeS2 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 12 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 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 13 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 《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 14 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 在如图所示装置的硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再用酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。在反应过程中澄清石灰水有什么变化？将得到的黑色粉末倒在白纸上观察，检验粉末能不能被磁铁吸起。尝试判断反应中生成了哪些物质。 炼铁原理示意图 澄清石灰水变浑浊 粉末能被磁铁吸起 生成CO2 生成Fe 主要原理： 3CO＋Fe2O3 ====2Fe＋3CO2 高温 15 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 1.上述一氧化碳与氧化铁反应的实验中，对实验操作顺序有哪些具体要求？说明理由。 交流讨论 （1）实验开始先通纯净的CO排净玻璃管内的空气，再点燃酒精灯加热。防止CO与空气混合加热发生爆炸。 （2）实验结束时要先停止加热，继续通CO直到玻璃管冷却。其目的是防止高温下的铁与氧气接触重新被氧化；同时，还可以防止石灰水倒吸入灼热的试管中，使玻璃管炸裂。 （3）尾气中含有未完全反应的CO，因为CO有剧毒，为了防止CO污染大气，尾气要经过点燃处理或收集起来。 16 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 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 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 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 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 金属的冶炼方法 许多金属（如锰、锌、铁、镍和铅等）的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。 有些金属（如钠、钾、镁和铝等）很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。例如，在一定条件下，用氧化铝制金属铝需要使用电解的方法。 2A12O3 === 4Al + 3O2↑ 通电 拓展视野 19 二、铁冶炼的化学原理 探·知识奥秘 金属的冶炼方法 通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。 拓展视野 20 析·典型范例 【典例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（ ） A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素 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 21 析·典型范例 【典例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 析·典型范例 【典例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 析·典型范例 （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 理·核心要点 金属矿物及铁的冶炼 金属矿物 铁的冶炼 CO还原氧化铁 工业炼铁 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 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 1.常见的金属矿石磁铁矿的主要成分是( ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．FeCO3 D．Al2O3 练·技能实战 B 26 2.如图为实验室模拟工业炼铁的装置图，相关说法正确的是( ) A．实验时先点燃酒精喷灯，再通CO B．实验中可观察到黑色固体逐渐变红，澄清石灰水变浑浊 C．该装置缺少尾气处理，会产生污染 D．该实验体现了CO的氧化性 练·技能实战 C 27 3. 在密闭容器中，用碳还原氧化铜，下列相关说法正确的是（ ） A．反应前后，气体质量的增加等于固体质量的减少 B．反应前后，固体中铜元素的总质量减少 C．反应前后，容器内气体的分子总数不变 D．反应前后，容器内气体所含氧原子数不变 练·技能实战 A 28 4.对于化学反应 ，下列说法不正确的是（ ） A．产物是一种空气污染物 B．此反应中碳元素有两种化合价 C．此反应涉及两种氧化物 D．此反应为化合反应 练·技能实战 B 29 5. 我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535 ℃。 根据图文回答下列问题。 (1)常见的铁矿石有赤铁矿和 （写一种）。 (2)炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。 (3)撒入潮泥灰主要作用是 。 练·技能实战 磁铁矿 将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去 30 THANKS! 谢谢观看 九年级化学 上册·沪教版2024 $