【化学】常见的金属材料（第2金属矿物及其冶炼）课件 2023-2024学年九年级化学鲁教版下册.pptx

第九单元第九单元 金属金属第第2 2课时课时 金属矿物金属矿物及其冶炼及其冶炼第一节第一节 常见的金属材料常见的金属材料课时导入课时导入性质性质很不很不活泼的金属在自然界中以活泼的金属在自然界中以单质单质形式存在形式存在金矿石金矿石银矿石银矿石铂矿石铂矿石导入新知导入新知课时导入课时导入性质性质活泼活泼的金属在自然界中以的金属在自然界中以化合物化合物形式存在形式存在铝土矿铝土矿Al2O3钾长石钾长石KAlSi3O8明矾石明矾石KAl3(SO4)2(OH)6感悟新知感悟新知1、金属的存在、金属的存在为人类社会作出许多贡献的金属来自地壳和海洋为人类社会作出许多贡献的金属来自地壳和海洋中天然存在的矿物，它们的存在主要有中天然存在的矿物，它们的存在主要有两种形态两种形态：(1)单质形态：单质形态：少数化学性质少数化学性质_的金属，以单的金属，以单质形态存在，如质形态存在，如_、_、_。(2)化合物形态：化合物形态：绝大多数金属都是以绝大多数金属都是以_形态形态存在于矿物之中，如赤铁矿、铝土矿等存在于矿物之中，如赤铁矿、铝土矿等。知识点1金属资源在自然界的存在金属资源在自然界的存在知知1 1讲讲很不活泼很不活泼金金银银铂铂化合物化合物探究新知探究新知感悟新知感悟新知2常见的金属矿产有常见的金属矿产有赤铁矿（主要成分是赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、）、磁铁矿（主要成分是磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成）、菱铁矿（主要成分是分是FeCO3）、铝土矿（主要成分是）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、）、黄铜矿（主要成分是黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要）、辉铜矿（主要成分是成分是Cu2S）。）。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知2最适宜炼铁的两种矿石是磁铁矿和赤铁矿，因为最适宜炼铁的两种矿石是磁铁矿和赤铁矿，因为这两种矿石含铁量高（质量分数大），且含硫等这两种矿石含铁量高（质量分数大），且含硫等“有害元素有害元素”少，冶炼时产生的污染小。少，冶炼时产生的污染小。3普遍使用的金属有铁、铝等。普遍使用的金属有铁、铝等。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知“绿色化学绿色化学”的理念正深入人心，工业生产更应关的理念正深入人心，工业生产更应关注。从效益与环保角度最不适宜炼铁的是（注。从效益与环保角度最不适宜炼铁的是（）A.赤铁矿（赤铁矿（Fe2O3）B.磁铁矿（磁铁矿（Fe3O4）C.黄铁矿（黄铁矿（FeS2）D.菱铁矿（菱铁矿（FeCO3）知知1 1讲讲例1C感悟新知感悟新知知知1 1讲讲解解题题秘秘方方：解解答答本本题题可可以以从从经经济济效效益益和和环环境境保保护的角度来分析。护的角度来分析。解解：赤赤铁铁矿矿、磁磁铁铁矿矿、菱菱铁铁矿矿均均可可用用于于炼炼铁铁；不不适适宜宜用用来来炼炼铁铁的的是是黄黄铁铁矿矿，是是因因为为黄黄铁铁矿矿中中含含有有硫硫元元素素，在在冶冶炼炼过过程程中中会会产产生生污污染染空空气气的的二二氧氧化化硫硫，污染环境，且黄铁矿中铁元素含量较低。污染环境，且黄铁矿中铁元素含量较低。感悟新知感悟新知1地球上的金属资源广泛地存在于地球上的金属资源广泛地存在于_和和_中，除金、银等少数很不活泼的金属中，除金、银等少数很不活泼的金属有有_形式存在外，其余都以形式存在外，其余都以_形式存在。形式存在。海洋海洋地壳地壳单质单质化合物化合物知知1 1练练感悟新知感悟新知2工业上把用来提炼金属的矿物叫工业上把用来提炼金属的矿物叫_。常见的金属矿石有：赤铁矿，其主要成分是常见的金属矿石有：赤铁矿，其主要成分是_；磁铁矿，其主要成分是；磁铁矿，其主要成分是_；菱铁；菱铁矿，其主要成分是矿，其主要成分是_；铝土矿，其主要成分；铝土矿，其主要成分是是_；黄铜矿，其主要成分是；黄铜矿，其主要成分是_；辉；辉铜矿，其主要成分是铜矿，其主要成分是_。金属矿石金属矿石Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S写名称也可写名称也可知知1 1练练感悟新知感悟新知【实验探究实验探究】一氧化碳还原氧化铁】一氧化碳还原氧化铁实验步骤：实验步骤：1.检查装置气密性、验纯检查装置气密性、验纯CO；2.将氧化铁放入玻璃管中固定；将氧化铁放入玻璃管中固定；3.先先通入通入CO，然，然后加热。后加热。知知2 2讲讲知识点2铁的冶炼铁的冶炼排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。感悟新知感悟新知实验现象：实验现象：玻璃管内红色粉末变成玻璃管内红色粉末变成黑色黑色；澄清石灰水变澄清石灰水变浑浊浑浊；尾气尾气燃烧，燃烧，发出发出蓝色蓝色火焰火焰4.停止加热后，继续停止加热后，继续通一氧通一氧化碳至化碳至玻璃管玻璃管冷却。冷却。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知炼铁的反应原理炼铁的反应原理：Fe2O3 +3CO =2Fe +3CO2高温高温氧化反应：得到氧的反应氧化反应：得到氧的反应还原反应：失去氧的反应还原反应：失去氧的反应Fe2O3：能提供氧，具有氧化性；（：能提供氧，具有氧化性；（氧化剂氧化剂）CO：能夺氧，具有还原性。（：能夺氧，具有还原性。（还原剂还原剂）知知2 2讲讲感悟新知感悟新知注意事项：注意事项：1一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸与空气混合受热爆炸。2实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。知知2 2讲讲归纳感悟新知感悟新知3.反应原理：反应原理：C+O2=CO2CO2+C=COFe2O3+3CO=2Fe+3CO2CaCO3=CaO+CO2 CaO+SiO2=CaSiO3 点燃点燃高温高温高温高温高温高温高温高温工业炼铁工业炼铁1原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气2设备：高炉设备：高炉知知2 2讲讲感悟新知感悟新知如图所示，甲是一氧化碳还原氧化铁的装置示意图，如图所示，甲是一氧化碳还原氧化铁的装置示意图，乙是炼铁高炉示意图。乙是炼铁高炉示意图。知知2 2练练例2感悟新知感悟新知下列叙述中正确的是（下列叙述中正确的是（）A.乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量B.炼铁的主要原理：炼铁的主要原理：3CO Fe2O3 2Fe+3CO2C.甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再点燃酒精灯再点燃酒精灯D.两图中得到的铁两图中得到的铁是完全相同的是完全相同的 知知2 2练练B感悟新知感悟新知知知2 2练练导引导引：图甲是实验室模拟炼铁，图甲是实验室模拟炼铁，氧化铁氧化铁完全完全反反应应后后玻玻璃璃管管中中得得到到的的是是纯纯铁铁，而而乙乙中中加加入入的的是是铁铁矿矿石石，反反应应后后得得到到的的是是生生铁铁，为为混混合合物物；甲甲图图中中直直接接用用一一氧氧化化碳碳作作还还原原剂剂，乙乙中中加加入入的的焦焦炭炭反反应应后后生生成成一一氧氧化化碳碳，产产生生还还原原剂剂，同同时时还还可可以以提提供供热热量量；图图甲甲实实验验时时应应先先通通入入一一氧氧化化碳碳气气体体以以排排尽尽装装置置中中的的空空气气，应应先先点点燃燃酒酒精精灯灯处处理尾气，后点燃酒精喷灯加热反应物。理尾气，后点燃酒精喷灯加热反应物。感悟新知感悟新知1.【2022常州常州】下列下列关于工业炼铁关于工业炼铁(以赤铁矿为例以赤铁矿为例)的叙述中错误的是的叙述中错误的是()A主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等B主要设备为电炉主要设备为电炉C主要原理为：主要原理为：3COFe2O3=3CO22FeD主要产物为生铁主要产物为生铁B高温高温知知2 2练练感悟新知感悟新知2.【2022北京北京】炼铁的主要原料是赤铁矿炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分主要成分是是Fe2O3)、焦炭、空气等，转化过程如下：、焦炭、空气等，转化过程如下：知知2 2练练感悟新知感悟新知(1)分别写出反应分别写出反应的化学方程式的化学方程式_、_，炼铁过程中焦炭的作用主要是炼铁过程中焦炭的作用主要是_。产生还原剂及提供热量产生还原剂及提供热量CO2=CO2高温高温CO2C=2CO高温高温知知2 2练练感悟新知感悟新知(2)写出反应写出反应的化学方程式的化学方程式_。(3)炼出的铁是炼出的铁是_(填填“纯铁纯铁”或或“生铁生铁”)。高温高温3COFe2O3=2Fe3CO2生铁生铁知知2 2练练感悟新知感悟新知实际生产中，所用原料或产物一般都含有实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？杂质，如何进行计算？知知3 3讲讲知识点3有关含杂质物质的计算有关含杂质物质的计算问 题感悟新知感悟新知一题多解题一题多解题1000 t 含氧化铁质量分数为含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁97%的生铁的质的生铁的质量是量是()A560 tB571tC577 tD583 tC知知3 3练练例3感悟新知感悟新知知知3 3练练导引：导引：利用化学方程式计算。利用化学方程式计算。设可炼出含铁设可炼出含铁97%的生铁的质量为的生铁的质量为x。Fe2O33CO=2Fe3CO2160 1121000 t80%97%x160 112(1000 t80%)(97%x)x577 t高温高温感悟新知感悟新知1.16 g含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿中含铁元素的质量为的赤铁矿中含铁元素的质量为()A16 g B12.8 g C11.2 g D8.96 gD知知3 3练练感悟新知感悟新知解：解：1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1 000 t80%800 t。设理论上可以炼出纯铁的质量为设理论上可以炼出纯铁的质量为x，2.【2022株洲株洲】工业上用工业上用1 000 t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可以冶炼出含铁的赤铁矿石，理论上可以冶炼出含铁97%的生铁多少吨？的生铁多少吨？知知3 3练练感悟新知感悟新知 x560 t含铁含铁97%的生铁质量为的生铁质量为560 t97%577.3 t答：可炼出含铁答：可炼出含铁97%的生铁的生铁577.3 t。Fe2O33CO=2Fe3CO2高温高温知知3 3练练当堂作业当堂作业1.写出下列矿石主要成分的化学式。写出下列矿石主要成分的化学式。(1)赤铁矿赤铁矿 (2)磁铁矿磁铁矿 (3)菱铁矿菱铁矿 (4)铝土矿铝土矿 Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3课堂练习课堂练习当堂作业当堂作业2.我国古代将炉甘石我国古代将炉甘石（ZnCO3)、赤铜赤铜（Cu2O)和和木炭粉混合后加热到约木炭粉混合后加热到约800 ，得到一种外观似，得到一种外观似金子的辞和铜的合金，试写出反应的化学方程式金子的辞和铜的合金，试写出反应的化学方程式（提示：（提示：ZnCO3加加 热可分解为热可分解为ZnO)。ZnCO3=ZnOCO2；2ZnOC=2ZnCO2；2Cu2OC=4CuCO2。高温高温高温高温高温高温当堂作业当堂作业 3.某钢铁厂每天需消耗某钢铁厂每天需消耗5 000 t含含Fe2O376%的赤的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的生铁的质量是多少？的质量是多少？当堂作业当堂作业解：设该厂理论上可日产含铁解：设该厂理论上可日产含铁98%的生铁质量为的生铁质量为x。Fe2O33CO=2Fe3CO2 160 1125000t76%x 98%x2 714 t。答：该厂理论上可日产含答：该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的生铁2 714 t。高温高温当堂作业当堂作业4.冶炼冶炼2 000t含杂质含杂质3%的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量是多少？的磁铁矿石的质量是多少？当堂作业当堂作业解：设需含解：设需含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量为的磁铁矿石的质量为x。Fe3O44CO=3Fe4CO2 232 168 x 90%2000t(1-3%)答：需含答：需含Fe3O4 90%的磁铁矿石的磁铁矿石2977 t。高温高温