6.1金属矿物及铁的冶炼(1)导学案--2026-2027学年九年级化学沪教版(2024)上册

该初中化学导学案聚焦金属矿物及铁的冶炼，引导学生学习金属在自然界的存在形式、地壳中金属元素含量，重点掌握铁冶炼的化学原理及模拟实验操作，通过回顾金属活动性顺序衔接前后知识，搭建学习支架。 资料特色在于基础梳理与实验探究深度融合，模拟炼铁实验的现象观察、操作规范及尾气处理设计，培养科学探究与实践能力，巩固练习涵盖实验分析与计算，提升科学思维，强调环保与安全，渗透科学态度与责任，助力学生全面掌握核心知识。

第6章 金属资源综合利用 第1节 金属矿物及铁的冶炼 【基础梳理】 一、常见的金属矿物 1、金属元素在自然界中分布很广，除极少数 金属（如 、 、 等）有单质存在外，其余大多数以 存在。他们在自然界的存在形式与 有关； 2、地壳中含量最多的金属元素是 ，其次是 ；金属元素在自然界中一般以 的形式存在；常见的铁矿石、铜矿石、铝矿石如下图 赤铁矿的主要成分是 色 ，磁铁矿的主要成分是 色 。 3、金属的冶炼：使金属矿物变为 的过程。 二、铁冶炼的化学原理 1、模拟炼铁 ⑴现象： 色的氧化铁粉末变为 色，澄清的石灰水 。石灰水的作用 。 ⑵操作： 开始时先 后 ， 目的是 ； 结束时先 后 ，目的是 。 ⑶尾气处理： ①原因 。 ②方法： 和 ； ⑷炼铁原理（以赤铁矿、磁铁矿为例）： ； ； 直玻璃管内固体质量变 。减小的质量为 的质量。 ⑸如何检验有单质铁生成？ ①物理方法 ； ②化学方法 、 ； ⑹实验中CO可以用 代替；实验中体现CO的化学性质 、 、 ； 【巩固练习】 1．人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与下列因素有关的是 A．地壳中金属元素的含量 B．金属的延展性 C．金属的导电性 D．金属冶炼的水平 2．下列金属矿石可用来冶炼铜的是 A．赤铁矿（主要成分为） B．辉铜矿（主要成分为） C．铝土矿（主要成分为） D．磁铁矿（主要成分为） 3．下列实验方案设计可行的是 A．图①测定空气中氧气的含量 B．图②证明可与反应生成 C．图③可验证一氧化碳的氧化性 D．图④可探究燃烧的条件 4．下列物质的性质与用途对应关系错误的是 A．金刚石硬度大——切割玻璃、钻探机钻头 B．石墨具有导电性且质软——作电极、制作铅笔芯 C．一氧化碳具有可燃性——冶炼金属 D．氮气化学性质稳定——作食品保护气、焊接金属保护气 5．化学小组的同学利用下图所示的微型装置模拟炼铁，下列说法正确的是 A．a处发生反应的化学方程式为4CO+Fe3O43Fe+4CO2 B．b处澄清石灰水的作用是检验是否还有剩余的CO C．尾气处理的一种方法为用气球收集 D．该实验得到的产品为生铁 6．某兴趣小组用以下装置探究高炉炼铁其中一个反应原理，下列描述错误的是 第5题 第6题 A．加热前要先通一会CO，再点酒精喷灯 B．加热一段时间后，硬质玻璃管中固体由红变黑，B中石灰水变浑浊 C．若装置和是尾气处理装置，则导管口的连接顺序为 D．高炉炼铁时不直接使用CO，而是通过焦炭产生CO 7．通过如图装置用CO(含有少量CO2)来模拟炼铁，并检验生成的气体产物，下列说法不正确的是(已知氢氧化钠固体能吸收水和二氧化碳) 第7题 第8题 A．甲处装置的作用是吸收 B．网罩的作用是集中火焰，提高温度 C．丁处能收集尾气，保护环境 D．乙处减少的质量等于丙、丁两处增重的质量和 8．金属矿物常用来冶炼金属。实验室可用如图所示的装置模拟炼铁，下列说法正确的是 A．氧化铁是磁铁矿的主要成分 B．①中的固体逐渐由黑色变成红棕色 C．该反应中氧化铁发生还原反应 D．气体通过澄清石灰水后可直接排放 9．工业上常以黄铁矿为原料生产硫酸简要流程如下图： （1）黄铁矿粉碎的目的是_____。 （2）黄铁矿中一定含有_____元素（填元素符号）。 （3）生产需要在密闭的设备中进行，如果SO2泄漏，会造成_____等环境问题。 （4）生产过程中，SO2转化为SO3的反应属于化合反应，该反应的化学方程式为_____。 （5）写出一条处理炉渣的合理建议：_____。 10．利用图示装置，将纯净且干燥的CO还原Fe2O3，并检验该反应生成的气体产物。已知由装置A制取的CO气体中混有少量的CO2气体。 (1)写出CO与Fe2O3反应的化学方程式 。 (2)气体通过装置的顺序是装置（→表示接）A→_________→_________→_________→B。 (3)从环保角度考虑以上装置存在不足之处，请简述改进措施 。 11．炭和水蒸气在高温条件下反应也会生成氢气，同时生成碳的氧化物。为探究该反应生成气体的成分，化学兴趣小组进行了如图实验(部分步骤及装置已省略)。 【猜想与假设】猜想1：H2和CO    猜想2：H2和CO2     猜想3：H2和CO2和CO 【查阅资料】①H2、CO都具有还原性。②无水硫酸铜是一种白色固体，遇水会变成蓝色。 【设计并进行实验】将反应生成的气体按如图装置进行实验： 【实验现象与结论】 (1)A装置中的澄清石灰水变浑浊，C装置中无明显现象，E装置中红色固体变为黑色，F装置中现象为 ，G装置现象为 。由此得出结论：猜想3正确。 【反思与评价】 (2)写出A装置中的澄清石灰水变浑浊的化学方程式： ，C装置的作用是 ，D装置的作用是 。从环保角度考虑，该实验存在的不足是 ，改进方法 。 12．实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。某兴趣小组进行了如下实验探究。 【查阅资料】草酸钙(CaC2O4)在高温的条件下分解，生成氧化钙、二氧化碳、一氧化碳。为验证分解产物中既有CO又有CO2，设计如下实验装置。 (1)CaC2O4中碳元素的化合价为_______，写出草酸钙分解的化学方程式_______。 (2)根据B中出现的实验现象可证明有存在CO2，写出该反应的化学方程式：_______。 (3)观察装置D玻璃管内_______色粉末变为黑色，即可证明有CO存在。 实验结束后发现：装置D生成的黑色固体都能被磁铁吸引，兴趣小组对黑色粉末继续探究： 【查阅资料】铁粉、、均为黑色固体；铁粉、均能被磁铁吸引。 【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想： (4)猜想Ⅰ：铁粉    猜想Ⅱ：    猜想Ⅲ：_______。 【实验验证】 (5)取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，充分反应，然后过滤，所得固体中既有红色固体也有黑色颗粒。写出生成红色固体的化学方程式_______。 【实验结论】 (6)猜想_______(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)是正确的。 13．2022年11月20日，第二十二届世界杯开幕仪式在卡塔尔海湾球场举行，体育场馆的建设使用了大量的金属。随着科学技术的发展，人类获取金属的方式也变得多样化。 方式一：人类常从矿石中获取金属材料 (1)铁是冶炼最多的金属。实验室还原氧化铁反应方程式为：___________。 如图是实验室里用一氧化碳还原氧化铁的实验： (2)反应开始时应先 (填“通CO”或“加热”)，实验中观察到A装置玻璃管中的现象为 ，反应结束后先___________(填“停止通”或“停止加热”)，目的是为了___________。 (3)C处酒精灯的作用是___________，反应方程式为：___________。 (4)向盛有10 g大理石的烧杯中加入过量稀盐酸制取二氧化碳，充分反应后，测得烧杯内混合物的总质量比反应前的总质量减少了3.3 g，计算该大理石中碳酸钙的质量。 第6章 金属资源综合利用 第1节 金属矿物及铁的冶炼答案 【基础梳理】 一、常见的金属矿物 1、不活泼 铂 金 银 化合物 金属的活动性 2、铝 铁 矿石 红棕 氧化铁 黑 四氧化三铁 3、金属单质 二、铁冶炼的化学原理 1、模拟炼铁 ⑴红棕 黑 变浑浊 检验二氧化碳。 ⑵操作： 通入一氧化碳 加热 排尽装置内空气，防止加热发生爆炸 停止加热 停止通入一氧化碳 防止倒吸，防止生成的铁再次被氧化 ⑶尾气处理： ①一氧化碳有毒 ②点燃 收集 ⑷炼铁原理（以赤铁矿、磁铁矿为例）： 4CO＋Fe3O4 4CO2 + 3Fe 高温 3CO＋Fe2O3 3CO2 + 2Fe 高温 小 铁的氧化物中氧元素 ⑸如何检验有单质铁生成？ ①用磁铁吸引； ②向固体中加入稀盐酸，有气泡产生 向固体中加入硫酸铜溶液，有红色固体析出 ⑹焦炭 氢气 还原性 可燃性 毒性 【巩固练习】 1．D 2．B 3．D 4．C 5．C 6．C 7．D 8．C 9． 增大接触面积，加快反应进行 S、Fe 酸雨 2SO2 +O2 2SO3 可以用于工业炼铁 10．(1) (2) C E D (3)在装置末端点燃尾气（或套一个气球收集CO） 11．(1)白色固体变蓝 澄清石灰水变浑浊 (2) CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 检验CO2是否被除干净 除去水蒸气 没有对CO尾气进行处理，会造成环境污染 在G装置的导管出口放一盏点燃的酒精灯 12．(1) +3 (2) (3)红棕 (4)铁粉和四氧化三铁 (5) (6)Ⅲ 13．(1) (2)先通CO 红色粉末变为黑色 停止加热 防止生成的铁在较高温度下又被氧化，同时防止液体倒吸 (3)处理多余的一氧化碳气体，防止污染空气 (4)解：设该大理石中碳酸钙的质量为x。 解得： 答：该大理石中碳酸钙的质量为7.5g。 学科网（北京）股份有限公司 $