内容正文:
6.3 金属矿物与金属冶炼
第六单元 金属和金属材料
初中化学科粤版(2024)九年级下册
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1.化学观念:认识常见金属矿石的主要成分,理解铁的冶炼原理,知道工业炼铁的原料、设备及反应过程。
2. 科学思维:通过分析炼铁原理与实验装置,培养观察、推理和分析问题的能力,理解氧化还原变化的本质。
3. 科学态度与责任:了解金属资源的有限性,认识合理开发与节约金属资源的重要性,树立环保与资源意识。
核心素养目标
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目录
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归纳总结
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金属在生活中用途广泛,但自然界中绝大多数金属都以矿物形式存在。如何从矿石中得到我们需要的金属?这一过程就是金属冶炼。常见的金属矿石有哪些?工业上又是怎样把铁、铜等金属提炼出来的?本节课我们一起学习金属矿物与金属冶炼,了解金属从矿石到材料的转变过程
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1.金属在地壳中的存在
(1)存在形态 (与金属的活动性相关)
存在形态 单质形态 化合物形态
金属种类 少数很不活泼的金属,
如金、银、铂 绝大多数金属都以化合物形
态存在于矿物中
一、几种金属矿物
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(2)常见金属元素在地壳中所占的质量分数
元素名称 铝 铁 钙 钠 钾 镁 其余60余种金属元素
质量分数/
% 4.75 3.45 2.74 2.47 2.00
由上表可见,地壳中的金属元素,铝(地壳中含量最多的金属元素)
和铁的含量最多,加上钙、钠、钾、镁一共6种金属元素,占地壳
总质量的 ,其余众多金属元素在地壳中的储存量是很少的。
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2.常见的金属矿物及其主要成分的化学式
金属矿物 赤铁
矿 磁铁
矿 黄铁
矿 孔雀石 赤铜
矿 铝土矿
主要成分的
化学式
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1.一氧化碳还原氧化铁实验
实验
试剂 氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验
仪器 铁架台(2个)、硬质玻璃管、单孔胶塞(2个)、酒精喷
灯、酒精灯、试管、双孔胶塞、导气管若干
实验
装置 ________________________________________________________________________________
酒精喷灯灯焰的温度比普 通酒精灯灯焰的温度高, 一般高于800
二、钢铁的冶炼
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实验
步骤 _____________________________________________________________________________________________________________________
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实验
现象 (1)红棕色粉末逐渐变为黑色;(2)生成的气体使试管中
的澄清石灰水变浑浊;(3)尾气燃烧并产生蓝色火焰
化学
方程
式 硬质玻璃管中:
试管中:
酒精灯处:
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还原
产物
的验
证 方法1:取适量反应后的黑色粉末,用磁铁吸引,黑色粉末
全部被吸起。( 物理方法)
方法2:取少量反应后的黑色粉末于试管中,加入足量稀盐
酸,黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变为浅绿色
(化学方法)
实验
结论 红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,同时有二氧化
碳气体生成
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氧化反应与还原反应
氧化反应是物质跟氧发生的化学反应。
还原反应是从含氧化合物中将氧夺取出来的反应。
在炼铁过程中,一氧化碳夺取氧化铁中的氧,一氧化碳发生氧化反
应,氧化铁发生还原反应,一氧化碳具有还原性。除一氧化碳外,
焦炭和氢气也具有还原性,这些物质都可用来冶炼金属,把金属从
其氧化物的矿石中还原出来。
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2.高炉炼铁
炼铁
原理 在高温条件下,利用高炉内反应生成
的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来 _____________________________
原料及作用 铁矿石(提供铁元素)、空气(提供氧气)
焦炭:提供反应所需热量,提供还原
剂
石灰石:把铁矿石中不能被利用的矿
物(如二氧化硅)转变成炉渣而除去
主要是赤铁矿
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主要
设备 高炉(如图所示) _____________________________
发生的有关化学反应
产品 生铁(含碳量为 并含少量磷和硫等的铁合金,不是纯铁)
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冶炼金属的常用化学方法
1.电解法:较活泼金属(如钠、钾、镁、铝等)的矿物很稳定,靠
电能才能将它们还原出来。如<m></m> ,
<m></m> 。
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冶炼金属的常用化学方法
2.热还原法:很多金属(如铜、锌、铝、锡、铅等)的冶炼跟铁类
似,在加热条件下,金属化合物与焦炭或氢气或一氧化碳发生反应,
被还原成金属单质。如 。
3.热分解法:极少数金属的化合物不稳定,加热就可以分解出金属
单质,如银、汞的化合物。如 。
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3.生铁和钢
类别 含碳量/% 含杂质
(硫、磷等) 机械性能 机械加工
生铁 多 硬而脆 可铸不可锻
钢 少 硬而韧、
有弹性 可铸可锻
生铁和钢的主要区
别,两者性能不同的原因是含碳量不同
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1.原理
(1)实际生产过程中,所用的原料或产物一般都含有杂质。在计
算用料和产量时,应考虑杂质的问题。
(2)化学方程式所表示的是各物质之间发生化学反应时的关系,
是纯净物之间的质量关系,因此在计算中必须将含杂质的物质的质
量换算成纯净物的质量,再进行计算。
三、含杂质物质的化学方程式的计算
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2.含杂质物质的质量、纯净物质的质量、物质纯度之间的关系
(1)纯净物质的质量分数(纯度)
<m></m>杂质的质量分数。
3.含杂质物质的化学方程式计算的一般步骤
(1)将含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量;
(2)将纯净物质的质量代入化学方程式进行计算;
(3)将计算得到的纯净物质的质量换算成含杂质物质的质量。
三、含杂质物质的化学方程式的计算
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1.下列金属中,在自然界主要以化合物形态存在,且提炼量
最大的是( )
B
A.铝 B.铁 C.金 D.银
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2.下列关于高炉炼铁的说法中正确的是( )
C
A.图中高炉炼铁的主要反应是
B.焦炭通过反应 提供了冶铁
所需的热能,同时生成了还原剂
C.炉气经过合理处理之后可用作气体燃料
D.高炉炼铁的产品是纯铁,可用来炼钢
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知识归纳
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本节课我们认识了赤铁矿、磁铁矿等常见金属矿石,学习了工业炼铁的原理、原料和设备,理解了一氧化碳还原氧化铁的反应。我们了解了金属冶炼的基本思路,也认识到金属资源来之不易,进一步树立了珍惜资源、合理利用资源、保护环境的观念。
课堂小结
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谢谢观看
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