6.3金属矿物与金属冶炼第二课时讲义--2026-2027学年九年级化学科粤版下册

6.3 金属矿物与金属冶炼（第二课时）课堂讲义 科粤版 · 九年级化学上册 · 第六单元 金属和金属材料 一、知识清单 1. 金属在自然界中的存在形态：少数化学性质很不活泼的金属（如金、铂等）能以单质形态存在；大多数金属因化学性质比较活泼，以化合物形态存在于矿物之中。 2. 含有可提炼金属的矿物叫做矿石。常见铁矿石有赤铁矿、磁铁矿，常见铝矿石有铝土矿，铜矿石有孔雀石等。 3. 把金属从矿石中提炼出来的过程叫做金属冶炼，其实质是使金属矿物中的金属元素由化合态转变为游离态。 4. 工业炼铁在高炉中进行，主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 5. 炼铁时焦炭先与氧气反应，既放出大量热维持高温，又生成还原剂一氧化碳；一氧化碳在高温下把铁从铁矿石中还原出来。 6. 从高炉底部流出的产品是生铁；生铁性能较脆，进一步冶炼可得到性能更好的钢。 7. 金属资源储量有限且不可再生，要合理开采、防止锈蚀、回收废旧金属并寻找金属代用品。 二、四维核心素养 化学观念：通过金属冶炼认识物质在一定条件下可以相互转化，树立元素观与变化观。 科学思维：借助高炉炼铁的流程模型，对各原料的作用和产物的形成进行推理与概括。 科学探究：观察模拟炼铁实验中的现象，学会由现象推断过程、由过程理解原理。 科学态度与责任：体会金属资源的宝贵，形成节约资源、保护环境与可持续发展的意识。 三、教学重难点 重点：认识常见金属矿石；记住高炉炼铁的主要原料、主要设备和基本生产过程；知道生铁是高炉的主要产品。 难点：不借助化学方程式，用语言准确描述炼铁过程中还原剂的来源及其把铁从矿石中还原出来的道理，并能解释石灰石在炼铁中的作用。 四、课堂练习 （一）金属在自然界的存在形态 【知识点梳理】少数化学性质很不活泼的金属（如金、铂等）在自然界能以单质形式存在；大多数金属化学性质比较活泼，容易与氧气等物质结合，因此主要以化合物形式存在于各种矿物中。 1. 下列金属中，在自然界主要以单质形态存在的是（ ） A. 铁 B. 铝 C. 金 D. 锌 2. 大多数金属在自然界中主要以什么形态存在？请简要说明原因。 3. 判断：地壳中含量最多的金属元素是以单质形式存在的。（ ） 4. 下列说法正确的是（ ） A. 所有金属在自然界都以单质形式存在 B. 化学性质越活泼的金属越容易以单质形式存在 C. 化学性质不活泼的金属可能以单质形式存在 D. 金属在自然界中只能以化合物形式存在 5. 人类较早大规模利用的金属，往往是那些较容易从自然界获得的金属。请从金属存在形态的角度简要解释这一现象。 （二）常见的金属矿石 【知识点梳理】含有金属并可供工业提炼金属的矿物称为矿石。常见的铁矿石有赤铁矿（颜色暗红，主要含铁的氧化物）和磁铁矿（具有磁性）；常见的铝矿石有铝土矿；铜矿石有孔雀石等。石灰石不含金属，它不是金属矿石。 1. 下列矿石中，主要可用来炼铁的是（ ） A. 铝土矿 B. 赤铁矿 C. 孔雀石 D. 石英 2. 下列铁矿石中具有磁性的是（ ） A. 赤铁矿 B. 磁铁矿 C. 铝土矿 D. 石灰石 3. 下列各组物质中，全部属于金属矿石的一组是（ ） A. 铁矿石、石灰石 B. 铝土矿、孔雀石 C. 焦炭、铁矿石 D. 空气、赤铁矿 4. 石灰石在炼铁中起什么作用？它本身是不是金属矿石？为什么？ 5. 列举三种你知道的金属矿石，并分别指出它们主要可以用来提炼哪种金属。 （三）金属冶炼的实质 【知识点梳理】金属冶炼就是把金属从它的矿物中提炼出来。冶炼的实质，是在一定条件下使金属矿物中以化合物形式存在的金属元素，转变为以单质形式存在的金属，也就是由化合态转变为游离态；在这一过程中金属元素的种类并不改变。 1. 金属冶炼的实质是使金属元素（ ） A. 由游离态变为化合态 B. 由化合态变为游离态 C. 保持两种形态都不变 D. 由固态直接变为气态 2. 下列关于金属冶炼的说法，正确的是（ ） A. 冶炼就是把金属矿石打碎 B. 冶炼是把金属从矿物中提炼出来的过程 C. 冶炼过程中不发生物质变化 D. 任何金属都不需要冶炼就能直接使用 3. 为什么金、银等金属可以从自然界较直接地获得，而铁、铝等金属却必须经过冶炼？ 4. 判断：冶炼金属的过程中，金属元素的种类发生了改变。（ ） 5. 用自己的话说一说，“使金属元素由化合态转变为游离态”这句话是什么意思。 （四）高炉炼铁的原料与设备 【知识点梳理】工业上炼铁的主要设备是高炉。炼铁的主要原料有四种：铁矿石提供铁元素；焦炭燃烧放出大量热，并同时生成还原剂；石灰石用来把矿石中的杂质转变为炉渣除去；空气提供氧气，支持焦炭燃烧。 1. 工业上炼铁的主要设备是（ ） A. 电炉 B. 高炉 C. 烧杯 D. 试管 2. 下列各组物质中，全部属于炼铁原料的一组是（ ） A. 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 B. 铁矿石、煤、大理石、氮气 C. 铁、碳、石灰石、氧气 D. 铁矿石、焦炭、石英、水蒸气 3. 炼铁时加入石灰石的主要作用是（ ） A. 提供铁元素 B. 燃烧放出热量 C. 把杂质形成炉渣除去 D. 直接还原铁矿石 4. 炼铁原料中，既能够放出热量、又能够生成还原剂的物质是（ ） A. 铁矿石 B. 焦炭 C. 石灰石 D. 空气 5. 请把下列炼铁原料与其主要作用对应起来（用文字写出对应关系即可）。 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 作用：提供铁元素；燃烧放热并生成还原剂；与杂质作用形成炉渣除去；提供氧气帮助焦炭燃烧。 6. 为什么炼铁要从高炉下部鼓入空气，而不是充入氮气？请结合焦炭的作用简要说明。 （五）高炉炼铁的基本过程 【知识点梳理】炼铁时，炉料从高炉顶部加入，空气从下部鼓入。焦炭在炉内先与氧气反应，一方面放出大量热维持高温，另一方面生成还原剂一氧化碳；一氧化碳在炉身中部高温下与铁矿石接触，把铁从铁矿石中还原出来；被还原出的铁在高温下熔化成液态，从高炉底部流出，成为生铁；矿石中的杂质与石灰石作用形成炉渣，因密度较小浮在铁水上面，分别从不同出口排出。 1. 高炉炼铁中，真正把铁从铁矿石中还原出来的物质是（ ） A. 焦炭 B. 二氧化碳 C. 一氧化碳 D. 氧气 2. 高炉炼铁时，空气的入口以及铁水、炉渣的出口分别位于高炉的（ ） A. 上部和中部 B. 下部和上部 C. 下部和底部 D. 中部和顶部 3. 从高炉底部直接流出的产品是（ ） A. 纯铁 B. 生铁 C. 钢 D. 铁矿石 4. 下列关于高炉炼铁过程的叙述，错误的是（ ） A. 焦炭燃烧放出大量热 B. 生成的还原剂把铁从矿石中还原出来 C. 被还原出的铁在高温下熔化成液态流出 D. 石灰石在高温下直接把铁还原出来 5. 炼铁过程中，炉渣为什么能够浮在铁水上面，从而与铁水分开排出？ 6. 用自己的话简要描述：从把铁矿石、焦炭、石灰石和空气加入高炉开始，到流出铁水为止，大致经历了哪几个阶段。 7. 有人说“在高炉里，是焦炭直接把铁从铁矿石中还原出来的”。你认为这种说法对吗？请结合还原剂的生成过程加以说明。 （六）生铁、钢与金属资源保护 【知识点梳理】高炉炼出的铁是生铁，生铁较脆；把生铁进一步冶炼、降低其中碳等杂质的含量，可以得到韧性更好的钢。金属资源在地壳中的储量有限，且不能再生，因此要合理开采矿物、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属，并积极寻找金属的代用品。 1. 从高炉中直接炼出来的铁叫做（ ） A. 纯铁 B. 生铁 C. 钢 D. 铁矿石 2. 下列做法中，不利于保护金属资源的是（ ） A. 给金属制品刷漆防锈 B. 回收利用废旧金属 C. 随意大量开采矿物 D. 用塑料等材料代替部分金属 3. 下列关于金属资源的说法，正确的是（ ） A. 金属资源取之不尽、用之不竭 B. 废旧金属可以随意丢弃 C. 回收废旧金属可以节约有限的金属资源 D. 防止金属锈蚀对保护金属资源没有意义 4. 列举两条在日常生活中你能做到的、有利于保护金属资源的具体做法。 5. 为什么要回收利用废旧金属？请从资源和环境两个角度简要说明。 6. 判断：把废旧铁制品随意丢弃，既浪费宝贵的金属资源，又可能对环境造成污染。（ ） 五、参考答案 （一）金属在自然界的存在形态 1. C。 2. 大多数金属化学性质比较活泼，容易与氧气等物质发生作用，因此在自然界主要以化合物（化合态）形式存在于矿物中。 3. ×。地壳中含量最多的金属是铝，铝化学性质活泼，在自然界以化合物形式存在。 4. C。 5. 性质越不活泼的金属越容易以单质形态存在，人们可以较直接地从自然界获得，不需要复杂的冶炼，因此被较早利用；而铁、铝等较活泼的金属必须经过冶炼才能得到，技术要求高，大规模利用相对较晚。 （二）常见的金属矿石 1. B。 2. B。 3. B。 4. 石灰石的主要作用是与矿石中的杂质作用，把杂质转变为炉渣除去；它本身不含可提炼的金属，所以不是金属矿石。 5. 示例：赤铁矿、磁铁矿主要用来炼铁；铝土矿主要用来炼铝；孔雀石主要用来炼铜。 （三）金属冶炼的实质 1. B。 2. B。 3. 金、银化学性质很不活泼，在自然界能以单质形态存在，可以较直接地获得；铁、铝化学性质比较活泼，在自然界以化合物形态存在，必须通过冶炼才能把金属从矿物中提炼出来。 4. ×。冶炼过程中金属元素的种类不变，只是由化合态转变为游离态。 5. 意思是：原来金属是以化合物（与氧等元素结合）的形式存在于矿石中的，经过冶炼，金属重新变成单独存在的金属单质。 （四）高炉炼铁的原料与设备 1. B。 2. A。 3. C。 4. B。 5. 铁矿石——提供铁元素；焦炭——燃烧放热并生成还原剂；石灰石——与杂质作用形成炉渣除去；空气——提供氧气帮助焦炭燃烧。 6. 因为鼓入空气是为了让其中的氧气支持焦炭燃烧，既放出大量热维持高温，又生成还原剂；氮气不能支持燃烧，若充入氮气既不能放热也不能生成还原剂，炼铁无法正常进行。 （五）高炉炼铁的基本过程 1. C。 2. C。 3. B。 4. D。石灰石的作用是与杂质形成炉渣除去，并不是把铁还原出来。 5. 因为炉渣的密度比铁水小，所以浮在铁水上面，二者可以从不同出口分别排出。 6. 大致经历：焦炭在炉内燃烧放热并生成还原剂一氧化碳→还原剂上升到炉身中部，在高温下与铁矿石接触、把铁还原出来→被还原出的铁熔化成液态，从底部流出成为生铁→杂质与石灰石作用形成炉渣，浮在铁水上面排出。 7. 这种说法不对。焦炭先与氧气反应生成一氧化碳，真正在炉身把铁从铁矿石中还原出来的是一氧化碳；焦炭是通过生成还原剂一氧化碳间接地起作用的，并不是焦炭本身直接还原铁矿石。 （六）生铁、钢与金属资源保护 1. B。 2. C。 3. C。 4. 示例：给铁制门窗、自行车链条刷漆或涂油防止生锈；把废旧铁丝、易拉罐等分类回收，交给回收站；用塑料、木质等材料代替部分金属制品。 5. 从资源角度看，废旧金属中仍含有可再利用的金属，回收可以节约储量有限的金属矿物；从环境角度看，随意丢弃废旧金属既占用土地，其中有害物质还可能污染土壤和水源，回收可以减少污染。 6. √。 学科网（北京）股份有限公司 $