9.1.2+金属矿物及其冶炼-【知识探究】九年级化学鲁教版（2024）下册+

9.1.2金属矿物及其冶炼一、化学观念

认识地球上金属资源的存在形式，知道常见金属矿物；理解金属冶炼的化学原理，构建“化学反应可以实现物质转化”的观念。二、科学思维

通过分析金属冶炼的化学反应，培养逻辑推理和归纳总结能力。三、科学态度与责任

了解我国钢铁工业发展成就和稀土分离技术贡献，增强民族自豪感和对化学学科的认同感。认识到合理开发和利用金属资源的重要性，树立节约资源和保护环境的责任意识。核心素养目标重点：1.常见金属矿物及主要成分2.工业炼铁的化学原理及相关化学反应难点：1.理解金属冶炼过程中的氧化还原反应本质2.从化学原理角度分析工业炼铁的流程和操作要点学习重难点新课导入赫梯人的“铁秘密”

公元前约1500年，古代小亚细亚半岛（现今的土耳其）的赫梯人开始冶炼铁，这种坚硬的金属让他们拥有了经济和政治上的力量。当时铁的冶炼过程十分神秘，赫梯人对其严格保密。直到公元前约1200年，赫梯王国灭亡，各部落带着炼铁知识分散到欧洲和亚洲，“铁器时代”才正式拉开帷幕。01金属矿物的存在1.金属资源的分布及存在形式（1）分布：地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中。（2）存在形式：

①单质形式：金、铂等

②化合物形式：其余金属02铜的冶炼1.常见的铜矿石

铜是人类最早使用的金属之一。主要是通过用焦炭焙烧含有铜元素的矿石获得金属铜。含铜的矿石主要有黄铜矿、孔雀石、辉铜矿等。2.古人炼铜的反应原理

（1）焙烧孔雀石时，其主要成分碱式碳酸铜受热会分解Cu2(OH)2CO3===2CuO+H2O+CO2↑△

（2）氧化铜能与木炭反应，生成铜和二氧化碳。2CuO+C===2Cu+CO2↑高温3.还原反应化学方程式为：2CuO+C===2Cu+CO2↑高温氧化剂，失去氧，被还原还原剂，得到氧，被氧化像这样，含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。常用的还原剂：C、CO、H2CuO+H2

===Cu+H2O△

当今社会，在众多的金属材料中，铁、铝及其合金一直在人类生产生活中占据着主导地位，钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志。工业上是如何从铁矿石中得到铁的呢？思考讨论03工业炼铁的化学原理1.一氧化碳还原氧化铁实验（1）反应原理：（2）实验装置：一氧化碳气体有毒，实验时一定要注意安全，同时要进行尾气处理！1.一氧化碳还原氧化铁实验

（3）实验步骤：①按上图组装仪器，并检查气密性；②把少量研细的红色氧化铁粉末装进硬质玻璃管中；③把硬质玻璃管固定，先点燃出气口处的酒精灯，再通入一氧化碳气体排气，待排尽硬质玻璃管中的空气后，再点燃酒精喷灯加热；④当红色粉末全部转变成黑色后，先停止加热，继续通入一氧化碳，直至玻璃管冷却，最后熄灭酒精灯。1.一氧化碳还原氧化铁实验实验现象化学方程式硬质玻璃管试管装置尾部红色粉末逐渐变为黑色澄清石灰水变浑浊尾气燃烧并产生蓝色火焰讨论1.如何判断反应中生成了什么物质？

（1）红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁；

（2）将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳。

拓展延伸：若用一氧化碳还原四氧化三铁，应将生成的黑色粉末加入盐酸中，若有气体生成，则证明有铁生成。由于四氧化三铁也有磁性，不能用磁铁吸引的方法检验。讨论2.装置导管末端为什么要放一个点燃的酒精灯？

因为一氧化碳有毒，且具有可燃性，反应后排出的尾气中可能含有未反应的一氧化碳，在导管末端放置点燃的酒精灯，是为了将尾气中的一氧化碳点燃，使其转化为二氧化碳，防止一氧化碳排放到空气中造成空气污染。1.一氧化碳还原氧化铁实验

实验结论：

氧化铁和一氧化碳在高温条件下发生反应，生成铁和二氧化碳。反应的化学方程式为：思考讨论1．实验开始前，为什么要先通入CO气体再加热？2．实验结束后前，为什么要停止加热再停止通入CO？

排尽玻璃管内的空气，以免加热时玻璃管内CO与空气混合发生爆炸。防止新生成的铁粉被氧化；防止液体倒吸，使玻璃管炸裂。记忆口诀：一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。2.工业炼铁

钢铁工业中就是利用这一原理来炼铁的。将赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳将铁从氧化铁中还原出来。

科技创新—徐光宪与稀土分离新技术

元素周期表中的镧系元素和钪、钇共计17种金属元素，它们在自然界存量稀少且分散而被称为稀土元素。这些稀土元素在信息、能源、航天、军事等领域中有着重要的应用，被视为冶金工业“维生素”。我国是稀土资源大国，2022年已探明的储量约占世界总储量的33.8%。由于这些稀土元素的性质太相近了，如何分离和提取它们就成为世界难题。20世纪70年代，我国科技发展需要高纯度的稀土产品。国际上提炼稀土的技术都是保密的，而且产品极其昂贵。引进技术和购买产品，都是不现实的，必须自力更生。

科技创新—徐光宪与稀土分离新技术

我国化学家徐光宪带领团队跨过国外已有的分离方法，直接从当时未曾触碰过的萃取分离技术入手，经过反复实验，创新出一套稀土分离的串级萃取理论，并在该理论指导下，独创了稀土分离“三出口”工艺，使我国稀土分离技术达到国际先进水平，促进了我国从稀土资源大国向高纯稀土生产强国的转变，使我国成为全球唯一一个拥有完整稀土产业链技术的国家。徐光宪院士被誉为“中国稀土之父”，并荣获2008年度“国家最高科学技术奖”。

课外探究—我国钢铁工业的发展成就1996年我国钢产量达到10124万吨，首次突破一亿吨，居世界首位。这是我国钢铁工业及国民经济发展进程中一个新的里程碑，是中国人民艰苦奋斗改革开放的丰硕成果。1997年11月25日，邮电部发行了纪念邮票2枚。一枚为“中国古代冶金”，画面以《天工开物》中记载的古代冶炼过程为背景，以我国出土的最早的铁制农具为主图；一枚为“现代化钢铁厂”，画面以宝山钢铁公司的厂房为背景，描绘了转炉炼钢的生动场面。《1996年中国钢产量突破一亿吨》纪念邮票总结归纳随堂练习1.下列关于工业炼铁的叙述错误的是()A.主要原理：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁B.主要原料：铁矿石、焦炭和石灰石等C.主要设备：高炉D.主要产物：生铁D随堂练习2.某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（）A.盛装药品前应先检查装置气密性B.加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊C.已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为a→b→c→dD.这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳C随堂练习4.某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理

论上可日产含Fe98%的生铁的质量是多少？Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2160