6.1 金属矿物及铁的冶炼 第2课时（同步课件）化学新教材沪教版九年级上册

沪教版九年级上册 第6章 金属资源综合利用 第1节 金属矿物及铁的冶炼 第2课时 铁的冶炼拓展及相关计算 1 铁的冶炼拓展及相关计算 1 学习内容导览 2 1.通过对比铁、铝等金属的冶炼历史与方法，初步形成根据金属活动性选择冶炼方法的认识。 2.能依据化学方程式进行含杂质物质的计算，建立 "混合物 — 纯净物" 转化模型。 3.通过阅读湿法炼铜、电解铝等史料，体会人类冶炼技术随化学发展而进步，认识合理利用矿物资源与绿色冶炼的意义。 重点：含杂质的物质的化学方程式计算。 难点：含杂质的物质的化学方程式计算。 素养锚定·课标定位 金属的冶炼方法 铝土矿 主要成分Al(OH)3 用CO把Fe₂O₃里的铁“夺”了出来。那能不能用同样的CO去炼铝？ 情境导入·问题启思 铁的冶炼拓展及相关计算 01 5 一、铁的冶炼拓展及相关计算 【拓展视野】 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。 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。 2Al2O3 4Al+3O2 通电 ↑ 人们常根据金属及其矿物的特性来选择不同的冶炼方法。 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 问题一 有哪些金属冶炼方法？ 1、热还原法 许多金属(如锰、锌、铁、镍)等冶炼，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。 CuO+CO Cu+CO2 金属氧化物 失去氧，发生还原反应 得到氧，发生氧化反应 2、电解法 有些金属(如钠、镁和铝等)很难从其矿石中提取出来。 2Al2O3 4Al+3O2 通电 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 问题二 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） 混合物 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 问题三 490万吨矿石，能炼出490万吨铁吗？ 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，应考虑到杂质问题。 纯物质的质量 ＝ 含杂质物质的质量×纯度 纯度＝ ×100% 纯物质的质量 含杂质物质的总质量 含杂质物质的计算一般做法如下： 第二步，依据化学方程式，根据已知纯物质的质量计算未知纯物质的质量； 第一步，将含杂质的物质质量转化成纯净物的质量； 第三步，将纯物质转化成杂质物质的质量。 含杂质物质的质量=纯物质的质量 ÷纯度 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 问题三 490万吨矿石，能炼出490万吨铁吗？ 某钢铁公司用490万吨含Fe₂O₃ 60%的赤铁矿炼铁，理论上炼得的生铁中最多含铁多少万吨？ 分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量： 赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁 解：已知赤铁矿石中Fe2O3的质量为： 490万吨×60％ = 294万吨 设490万吨含氧化铁60%的赤铁矿能炼出铁的质量为x。 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 294万吨 160 2×56 x 294万吨 160 2×56 x = 205.8 万吨 x = 答：所得到的生铁中最多含铁205.8万吨。 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 问题三 490万吨矿石，能炼出490万吨铁吗？ 某钢铁公司用490万吨含Fe₂O₃ 60%的赤铁矿炼铁，理论上炼得的生铁中最多含铁多少万吨？ 分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量： 赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁 赤铁矿石中Fe2O3的质量： Fe2O3中铁元素的质量： 方法2：根据化学式： 490万吨×60％ = 294万吨 2×56 160 = 205.8万吨 ×100% 294万吨× 所得到的生铁中最多含铁205.8万吨。 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 问题四 含杂质的物质的化学方程式的计算 某炼铁厂每天生产含铁96%的生铁700 t，若用含Fe3O4 75%的磁铁矿为原料，理论上每天需要磁铁矿的质量为多少？ 分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量： 磁铁矿石 四氧化三铁 铁 生铁 4CO + Fe3O4 ═══ 3Fe +4CO2 高温 解：设理论上每天需要磁铁矿的的质量为x 232 168 x·75% 700t ×96% 232 168 x·75% 700t×96％ = x = 1237.3t 答：理论上每天需要磁铁矿的的质量为1237.3吨。 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 知识总结 铁的冶炼拓展及相关计算 金属的冶炼方法 含杂质的物质的化学方程式计算 热还原法 电解法 纯度＝ ×100% 纯净物的质量 混合物的总质量 纯净物的质量 ＝ 混合物的总质量×纯度 混合物的总质量＝ ×100% 纯净物的质量 纯度 分层研学·探理悟新 一、铁的冶炼拓展及相关计算 【例1】高铁钢轨的制造需要大量铁矿石炼铁。现有含Fe2O3为80%的磁铁矿石2900t，求理论上可炼制纯铁的质量为多少？ 解：设理论上可以炼出纯铁的质量为x 160 2×56 2900t×80％ x x = 2×56×2900t×80％ 160 =1624 t 答：理论上可以炼出纯铁的质量为1624吨。 Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2 高温 160 2×56 2900t×80％ x = 典例剖析·逻辑释疑 一、铁的冶炼拓展及相关计算 【变式1】某钢铁公司用1000 t 含氧化铁80％的赤铁矿炼铁，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨? 解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x 160 2×56 1000t×80％ x·96% x = 2×56× 1000t×80％ 160×96% =583 t 答：理论上可以炼出含铁96％的生铁583吨。 Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2 高温 160 2×56 1000t×80％ x·96% = 典例剖析·逻辑释疑 一、铁的冶炼拓展及相关计算 知识总结 铁的冶炼拓展及相关计算 金属的冶炼方法 含杂质的物质的化学方程式计算 热还原法 电解法 纯度＝ ×100% 纯净物的质量 混合物的总质量 纯净物的质量 ＝ 混合物的总质量×纯度 混合物的总质量＝ ×100% 纯净物的质量 纯度 分层研学·探理悟新 1．某同学用一氧化碳还原氧化铜和铜的混合物共5g，充分反应后得到剩余固体为4.2g，则原混合物中氧化铜的质量分数为（ ） A．80% B．84% C．20% D．60% 2.准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4g，则这种铁的氧化物为（ ） A. Fe3O4 B. Fe2O3 C. FeO D. 以上都不是 A C 当堂诊学·成效校验 3.图甲是一氧化碳还原氧化铁的装置，图乙是炼铁高炉示意图。下列叙述正确的是 A. 图乙炼铁中焦炭发生两个化学变化 B. 图甲中通入84g一氧化碳能产生112g铁 C. 图甲和图乙中产生的尾气成分相同 D. 图甲和图乙中的产物均为混合物 A 当堂诊学·成效校验 4.假设炼铁过程中铁没有损耗，用含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？ 4CO + Fe3O4 ═══ 3Fe +4CO2 高温 232 168 348t x·96% x = 262.5t 解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x 232 168 348t x·×96％ = 答：理论上每天需要磁铁矿的的质量为262.5吨。 【方法一】 【方法二】 解：含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出铁的质量为 348t× 112 160 = 252 t 折合为含铁96%的生铁的质量为： 252t96% = 262.5 t 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 沪教版九年级上册 20 $