沪教版九年级化学《金属矿物_铁的冶炼》公开课精品课件

1、 钾钾 钙钙 钠钠 镁镁 铝铝 锌锌 铁铁 锡锡 铅铅 ( (氢氢) ) 铜铜 汞汞 银银 铂铂 金金 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强到弱金属活动性由强到弱金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？银银金金铂铂K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (H) Cu Hg Ag Pt Au

2、金属化合物在自然界中以矿金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。使金属矿物变成金属称为矿石。使金属矿物变成金属的过程叫做金属的冶炼。的过程叫做金属的冶炼。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (H) Cu Hg Ag Pt Au一、常见金属矿物一、常见金属矿物赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿褐铁矿褐铁矿菱铁矿菱铁矿铝土矿铝土矿磁铁矿磁铁矿孔雀石孔雀石黄铜矿黄铜矿赤铜矿赤铜矿金属的冶炼方法金属的冶炼方法（1 1）电解法）电解法：适用于活泼金属（如：适用于

3、活泼金属（如K K、CaCa、NaNa、MgMg、AlAl等）很难从其矿石中提取出来，需要用电解法。等）很难从其矿石中提取出来，需要用电解法。如：电解熔融氧化铝制铝：如：电解熔融氧化铝制铝：2Al2Al2 2O O3 3=4=4AlAl + 3O + 3O2 2 通电通电K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (H) Cu Hg Ag Pt AuFeFe3 3O O4 4 +4CO=3Fe + 4CO +4CO=3Fe + 4CO2 2高温高温（2 2）热还原法）热还原法：如：如FeFe、CuC

4、u等活动性不是很强的金等活动性不是很强的金属一般采用还原法，向这类矿石中加入属一般采用还原法，向这类矿石中加入焦炭、氢气焦炭、氢气或一氧化碳或一氧化碳等物质一起加热，使其金属氧化物等物质一起加热，使其金属氧化物被还被还原原为金属单质。如：为金属单质。如：(3)(3). .湿法冶金湿法冶金（金属）（金属） 用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复杂的置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复杂的原料，如有色金属和稀有金属。原料，如有色金属和稀有金属。举例：举例：Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=Fe

5、SO4 4+Cu+Cu 选择铁矿石时，通常考虑矿石的选择铁矿石时，通常考虑矿石的价格、铁的含量、安全无污染等。价格、铁的含量、安全无污染等。 目前使用最多的金属是什么？目前使用最多的金属是什么？二、铁的冶炼二、铁的冶炼 炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素有害元素”少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是：少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是： （ ） A.A.磁铁矿（磁铁矿（FeFe3 3O O4 4）72.4%72.4% B. B.赤铁矿（赤铁矿（FeFe2 2O O3 3）70%70% C. C.菱铁矿（菱铁矿（FeCOFeCO3 3

6、）48.3%48.3% D. D.黄铁矿（黄铁矿（FeSFeS2 2）46.7%46.7%D D思考与讨论：思考与讨论：( (一）、实验室模拟炼铁一）、实验室模拟炼铁COCOFeFe2O O3FeFe3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温高温 1 1、反应原理、反应原理: : 2 2、实验装置、实验装置（1 1）先检查装置气密性）先检查装置气密性, ,后装后装Fe2 2O3 3（3 3）实验前先通入）实验前先通入CO,CO,后给后给FeFe2 2O O3 3加热加热（5 5）结束时先停止加热）结束时先停止加热, ,然后等冷却才停然后等冷却才停止通止通COCO3 3、实验步骤、实验步骤实验录

7、像4 4、实验现象、实验现象（1 1）红棕色红棕色粉末逐渐变成粉末逐渐变成 ， （2 2）澄清石灰水变）澄清石灰水变 。 说明有说明有COCO2 2生成生成如何证明黑如何证明黑色粉末就是色粉末就是铁粉？铁粉？1、澄清石灰水的作用是什么？、澄清石灰水的作用是什么？2、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？、为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？3、实验中为什么要先通一段时间、实验中为什么要先通一段时间CO，再加热，再加热Fe2O3？4、实验结束后、实验结束后,为什么要先停止加热继续通为什么要先停止加热继续通CO直至试管内物质冷直至试管内物质冷却？却？5、如何验证实验中产生了铁？、如何验证实验中产生了

8、铁？点燃或收集点燃或收集检验生成的二氧化碳检验生成的二氧化碳因为因为COCO有毒会污染环境有毒会污染环境排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸防止防止FeFe又被氧化成又被氧化成Fe2O3 防止石灰水倒吸防止石灰水倒吸用磁铁吸引或加入稀酸用磁铁吸引或加入稀酸问题问题3 3：尾气中含有什么气体？为何反应装置后：尾气中含有什么气体？为何反应装置后面还有一个点燃的酒精灯？面还有一个点燃的酒精灯？你还能想到其他方法处你还能想到其他方法处理理COCO尾气吗？尾气吗？COCO尾气处理方法：尾气处理方法：（1 1）点燃）点燃（2 2）收集）收集（3 3）导入到玻璃管下方火焰

9、）导入到玻璃管下方火焰上燃烧上燃烧COFe2O3石灰水石灰水将将COCO改改为为H H2 2还还要要进进行行尾尾气气处处理理吗？吗？ 炼炼 铁铁 工工 业业 设设 备备 图图原料原料：高炉高炉 铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气设备设备：赤铁矿赤铁矿；磁铁矿磁铁矿( (二）、工业炼铁二）、工业炼铁高炉示意图高炉示意图主要反应主要反应 点燃点燃(1) CO2 CO2 高温高温(3)Fe2O33CO2Fe3CO2高温高温(2)CO2C2CO问题问题1 1：焦炭：焦炭的作用是什么？的作用是什么？答：提供热答：提供热量和生成量和生成COCO问题问题2 2：石灰：石灰石的作用呢？石的作

10、用呢？答：造渣答：造渣问题问题1 1：焦炭：焦炭的作用是什么？的作用是什么？答：提供热答：提供热量和生成量和生成COCO高炉中制得的铁是纯铁吗？高炉中制得的铁是纯铁吗？炼铁原理炼铁原理 物质跟氧结合的反应称为物质跟氧结合的反应称为氧化氧化。物质失去氧的过程称为。物质失去氧的过程称为还还原原。同理：物质跟氧结合的反应叫氧化反应，这种物质。同理：物质跟氧结合的反应叫氧化反应，这种物质叫叫还原剂还原剂。物质失去氧的反应叫还原反应，这种物质叫。物质失去氧的反应叫还原反应，这种物质叫氧化剂氧化剂。）。）1.1.还原剂还原剂：反应中失电子，升价，被氧化，发生氧化反应反应中失电子，升价，被氧化，发生氧化反应

11、2.2.氧化剂氧化剂：反应中得电子，降价，被还原，发生还原反应反应中得电子，降价，被还原，发生还原反应高温高温高温高温图1图图1是实验室模拟炼铁的装置图，是实验室模拟炼铁的装置图，试回答：试回答：硬质玻璃管硬质玻璃管铁架台铁架台FeFe2 2O O3 33CO=2Fe3CO=2Fe3CO3CO2 2石灰水变浑浊石灰水变浑浊通入通入COCO排除装置内空气，防止排除装置内空气，防止COCO不纯而爆炸不纯而爆炸COCO有毒，会污染空气有毒，会污染空气图2产生产生COCO生铁的密度大于炉渣的密度生铁的密度大于炉渣的密度有气泡产生，溶液变为浅绿色有气泡产生，溶液变为浅绿色Fe + 2HCl =FeClF

12、e + 2HCl =FeCl2 2 + H + H2 2C C涉及到杂质问题的计算：涉及到杂质问题的计算：化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是纯净物之间的数量系时的相互关系，各化学式所规定的化学量，反映的是纯净物之间的数量系在在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物然会涉及到杂质的计算问题。当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物质的质

13、量换算成纯净物质的质量，再进行计算质的质量换算成纯净物质的质量，再进行计算 纯物质质量不纯物质总量纯物质质量不纯物质总量纯物质所占质量分数纯物质所占质量分数 例例3 3、计算多少吨铁的质量分数为、计算多少吨铁的质量分数为96%96%的生铁中含铁的生铁中含铁560t560t？例例2 2、1000t1000t含杂质含杂质20%20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？解：解：1000t1000t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：1000t1000t(1-20%)=800t(1-20%)=800t解：生铁的质量为：解：生铁的质量为：560t560

14、t96%=583t96%=583t例例4 4、某钢铁厂每天需要消耗、某钢铁厂每天需要消耗1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁铁96%96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解解1:1:设每天可炼出的设每天可炼出的生铁生铁质量为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t 1000t80%80% X X96%96% 160 112 160 112 800t 800t X X96%96% X = X =

15、 560t560t答：略答：略高温高温解解2:2:设每天以炼出的设每天以炼出的铁铁质量为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t X 1000t X 160 112 160 112 1000t X 1000t X X = 700t X = 700t答：略答：略高温高温80% 800t537.6t537.6t生铁的质量生铁的质量= =537.6t537.6t96%96%= =560t560t练习：要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？解：设需要含为80%的赤铁矿石的质量为x生铁1600吨含纯铁:1600吨（12%）= 1