人教版九年级化学下册 金属资源的利用和保护 金属和金属材料课件(第1课时)

第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第1课时

学习目标1.列举常见金属如铁、铝、铜等的矿物,能说出炼铁的原料和冶炼原理。2.会根据化学方程式进行反应物或生成物中含杂质的有关计算。学习重难点炼铁原理以及有关杂质的计算。金属材料的使用,标志着人类的进步和发展。我国古代劳动人民在商代就能制造出青铜器,春秋战国时期就会冶铁炼钢。你知道如何才能把金属矿物中的金属冶炼出来吗?今天我们就一起来学习铁的冶炼。探究问题一:铁的冶炼1.实验室炼铁:(1)在实验室可用下图所示实验来炼铁。(装置图包括三个部分:还原氧化铁、验证生成物和除去尾气)(2)实验步骤:①检验装置的气密性;②装入药品并固定;③向玻璃管内通入一氧化碳气体;④给氧化铁加热;⑤停止加热;⑥停止通入一氧化碳。(3)实验原理:

。

(4)实验现象:红色的氧化铁粉末逐渐变成

色,生成的气体能使澄清的石灰水变

,尾气点燃产生

火焰。

黑浑浊蓝色3CO+Fe2O32Fe+3CO2(5)实验问题讨论:①为什么实验前要先通入一氧化碳,后加热?先通入CO一段时间是为了排尽玻璃管内的空气,防止加热时发生爆炸。②实验结束后,先停止加热,还是先停止通入CO,为什么?可燃性、还原性、氧化性、毒性、酸碱性、金属活动性、稳定性等。③装置中右边的酒精灯起什么作用?除去未反应完的CO,以防CO逸出污染空气。2.工业炼铁:(1)炼铁的基本原理:

;

。化学反应原理的通式是

。

(2)炼铁的原料是

、

、

和空气;主要设备是高炉。

(3)原料中焦炭的主要作用是提供

和还原剂

;石灰石的主要作用是

;工业炼铁的产物是

而不是纯铁。

在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来铁矿石焦炭石灰石能量一氧化碳除去矿石中的二氧化硅生铁yCO+FexOyxFe+yCO2探究问题二:根据化学方程式计算(含杂质)1.化学方程式中反应物和生成物间各物质的质量比都是纯净物间的质量比,而不表示不纯物质间的质量比。所以计算时必须先换算成纯净物,才能代入化学方程式进行计算。2.请根据以上提示和课本P17“例题”的解题格式,完成课本P21的第5、6题。3.把你的解题思路或解题方法与小组同学相互展示,讨论和指出其中的错误以及错误的原因。★学习小结1.工业上铁矿石(以赤铁矿为例)在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来,铁矿石冶炼铁的原理:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。2.根据化学方程式进行反应物或生成物中含杂质的有关计算。在实际生产中,所用的原料一般都含有杂质,在根据化学方程式计算时,对含杂质的物质(不管是反应物还是生成物),必须换算成纯净物的质量,才能代入化学方程式进行计算。纯净物的质量=不纯物的质量×物质的纯度(或质量分数)★误区警示1.利用高炉冶炼铁得到的产品是生铁。将生铁炼成钢主要是降碳、去硫磷、调硅锰。2.高温下,一氧化碳还原金属氧化物不是置换反应。第1课时金属资源的利用和保护

金矿石铅矿石铁矿石新课导入一、金属矿物资源地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。元素名称质量分数/%铝7.73铁4.75钙3.45钠2.74钾2.47镁2.00锌0.008铜0.007银0.00001金0.0000005金属元素在地壳中的含量新课讲解金、银等以单质形式存在自然界中以单质形式存在的金自然界中以单质形式存在的银其余的金属都以化合物的形式存在赤铁矿（主要成分是Fe2O3）磁铁矿（主要成分是Fe3O4）菱铁矿（主要成分是FeCO3）铝土矿（主要成分是Al2O3）黄铜矿（主要成分是CuFeS2）辉铜矿（主要成分是Cu2S）中国矿物资源概况矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要的地位。矿物种类比较齐全；大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域，其中，提取量最大的是铁。二、铁的冶炼早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。春秋时期铁锄和铁削1．铁的冶炼史我国古代炼铁图公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨发行的邮票2．工业炼铁（1）冶炼原料其中石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。铁矿石焦炭石灰石（2）冶炼原理及相关的化学反应C+O2CO2高温3CO+Fe2O32Fe+3CO2（原理）高温C+CO22CO高温2C+O22CO高温炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图（3）实验室模拟炼铁装置图硬质玻璃管中的红色物质变成了黑色；试管中的澄清石灰水变浑浊。

1．实验中能观察到哪些现象？实验前应先通入CO，目的是把装置内的空气排净，避免可能引起爆炸。

2．实验前为什么要先通入CO？反应完成后，须待试管内物质冷却后再停止通CO，目的是防止在温度较高的情况下，生成的铁会被进入的空气中的氧气重新氧化。

3．酒精喷灯停止加热后，为什么还要继续通入一段时间的CO？一氧化碳有毒，进入空气中会污染空气，需要进行尾气处理。

4．为什么要进行尾气处理？反应完毕后，把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，并试验它能不能被磁铁吸起，由此判断反应中是否生成了铁。

5．如何验证是否生成了铁？赤铁矿（Fe2O3）（含量70%）

黄铁矿（FeS2）（含量46.7%）菱铁矿（FeCO3）（含量48.3%）

磁铁矿（Fe3O4）（含量72.4%）

想一想：假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪两种矿石适宜作为工业炼铁的原料？哪种最不适宜？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。三、有关杂质问题的计算利用化学方程式的计算，不管是反应物还是生成物都是纯净物。纯物质质量＝含杂质物质总质量×纯物质所占的质量分数含有杂质的物质用于化学方程式的计算时，要把混合物的质量转化成纯净物的质量。

【例题】用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？

【解】1000t赤铁矿石中氧化铁的质量为：

1000t×80%=800t设：800t氧化铁理论上可以炼出纯铁的质量为x。解法一：160112800tx=160800t解得：x=560tFe2O3+3CO2Fe+3CO2高温112x折合为含铁96%的生铁的质量为：

560t÷96%=583t答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。设：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁质量为x。Fe2O3～2Fe1601121000t×80%96%·x解法二：答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。1601121000t×80%96%·x=解得：x=583t学完本课你应该知道：

1．地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温

2．把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来：

3．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，应注意杂质问题。课堂小结1．赤铁矿的主要成分是（）

A．FeO

B．Fe2O3

C．Fe3O4

D．FeCO3B课堂练习2．下列物质为纯净物的是（）

A．黄铁矿B．菱铁矿C．不锈钢D．含氧质量分数为30%的氧化铁D3．①氧气②空气③生铁④赤铁矿⑤石灰石⑥生石灰⑦无烟煤⑧焦炭。炼铁高炉中投放的基本原料是（）

A．①③⑤⑦

B．②④⑤⑧C．①③⑥D．①②③④B4．我国铁矿石资源比较丰富，2000年，钢铁年总产量就已达到1.27亿吨，成为世界钢铁大国。某钢铁厂日产含3%杂质的生铁2240t，则需要含Fe2