沪教九年级化学上册第1节 金属矿物及铁的冶炼 第2课时（导学案）（原卷）

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一、知识目标1.知道工业炼铁的原理、设备及原料，了解高炉炼铁和实验室炼铁的区别，掌握炼铁和炼钢的比较。2.知道金属的其他冶炼方法，如湿法冶金、电解法、热还原法。3.掌握含杂质的物质的化学方程式计算，能运用化学方程式和化学式进行相关计算。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识铁的冶炼过程、产物及金属的其他冶炼方法；从微观角度理解化学反应中物质的变化和质量关系。2.证据推理与模型认知：通过对炼铁、炼钢及金属冶炼方法的学习，建立化学变化的模型；依据化学方程式和化学式进行含杂质物质的计算，培养证据推理能力。3.科学态度与社会责任：认识到金属资源的综合利用和环境保护的重要性，培养合理利用资源、保护环境的意识。一、学习重点1.工业炼铁的原理、设备及原料；含杂质的物质的化学方程式计算。二、学习难点1.含杂质的物质的化学方程式计算；理解炼铁和炼钢的原理及区别。金属的冶炼拓展（1）金属的氧化：_________________________________的过程。（2）金属氧化物的还原：________________________________________的过程。（3）钠、镁、铝等金属很难从其矿物中提取出来，需要用________的方法。如：________________。含杂质的物质的化学方程式计算含杂质物质的计算一般做法如下：第一步，将含杂质的物质质量转化成纯净物的质量；纯物质的质量＝________________________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；第三步，将纯物质转化成杂质物质的质量。含杂质物质的质量=________________________常见的金属矿物（一）新课导入问题思考：1.上节课我们学习过的炼铁的原理是什么？请写出其化学方程式。2.在工业炼铁的过程中，得到的产物是纯铁吗？（二）铁的冶炼拓展问题思考：1.请结合教材和之前所学知识，思考高炉炼铁和实验室炼铁在产物、设备、对环境影响、操作难易程度等方面可能存在哪些不同？请阅读教材相关内容，找出炼铁和炼钢在原料、原理、主要设备、产品等方面的区别。3.请阅读教材，找出常见的其他金属冶炼方法有哪些，并举例说明。二、含杂质的物质的化学方程式计算问题思考1.如何将含杂质的物质质量转化为纯净物的质量？纯度的计算公式是什么？2.用含氧化铁的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁的生铁的质量是多少吨？请思考如何用化学方程式和化学式两种方法来解决这个问题？1．用足量的CO还原Fe2O3和CuO的混合物，充分反应后得到固体混合物4.4g，产生的CO2气体用足量的澄清石灰水完全吸收，生成了10.0g白色沉淀。下列选项正确的是A．生成4.4gCO2 B．5.6gCO参加反应C．固体混合物中氧元素的质量为2.4g D．Fe2O3和CuO的总质量为8.0g2．在CO和CO2的混合气体中，含氧元素64%，将混合气体5g，先通入灼热的氧化铁，再通入足量的石灰水中，可得白色沉淀物A．2.8g B．15g C．3g D．5g3．某兴趣小组将3.20g氧化铁与1.00g碳粉混合均匀，放入无氧密闭装置持续加强热，装置内固体质量变化情况如图，下列说法不正确的是A．参加反应碳粉质量为0.72gB．反应剩余的固体一定是混合物C．实验结束后装置内物质总质量一定为4.20gD．0～t1时间段内，装置内二氧化碳质量不断增加4．磁铁矿石（主要成分为）是常用的炼铁原料，工业上可通过CO在高温的条件下将转化为Fe。（1）中铁、氧的微观粒子数目之比为；（2）假设炼铁过程中铁没有损耗，用含348吨的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？（用化学方程式计算，并写出计算过程）一、金属冶炼拓展1.湿法冶金，如“曾青得铁化为铜”，化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。2.电解法，如冶炼钠、镁和铝等，以铝为例，化学方程式为2Al2O3==通电4Al+3O2↑。3.热还原法，许多金属如锰、锌、铁、镍等冶炼，例如CuO+CO==△Cu+CO2。二、含杂质的物质的化学方程式计算第一步，将含杂质的物质质量转化成纯净物的质量；纯物质的质量＝含杂质物质的质量×纯度纯度=纯物质的质量/含杂质物质的总质量×100%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÷纯度考点1金属冶炼拓展1．赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是和。下列说法不正确的是A．中铁元素的化合价为B．和都属于氧化物C．利用和都能制得铁D．中铁元素的质量分数比的低2．如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是A．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少环境污染B．生铁的熔点比纯铁高C．生铁是由铁和碳等元素组成的合金D．冶铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来3．将草酸（，沸点约，分解温度约）隔绝空气加热，得到的混合气体（已知草酸可分解为、，草酸钙难溶于水）。为探究的成分，设计如下图所示实验。下列说法不正确的是A．草酸中的化合价是+3B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊．则中一定含C．若甲试管内溶液变浑浊，则中一定含有D．若加热所得混合物不经充分冷却，则中可能混有草酸蒸气4．钢铁是使用最多的金属材料。某化学小组利用如图装置模拟工业炼铁的实验。（1）写出玻璃长管中发生反应的化学方程式。（2）检验CO还原Fe2O3反应的气体生成物的实验现象是，该反应的化学方程式为。（3）a处尾气被点燃作用是，写出反应的化学方程式。（4）如果没有酒精喷灯，可以用酒精灯加网罩，网罩作用。（5）实验前先通一氧化碳的作用是。5．竖炉冶铁工艺流程如图所示。回答下列问题：（1）将赤铁矿石粉碎后加入还原反应室的目的是。（2）还原反应室中发生反应的化学方程式分别为和。（3）下列说法正确的是______（填字母）。A．还原反应室中发生的反应都是置换反应B．该工艺流程中，可循环利用的物质有高温尾气和C．燃烧室内进行的反应为炼铁提供了大量热量D．赤铁矿石经过还原反应室反应后产生的高温尾气对环境有害（4）100t含80％的赤铁矿石理论上可以炼出含铁96％的生铁质量是多少？（写出计算过程，结果保留到0.1）考点2含杂质的物质的化学方程式计算6．现有铁、氧化铁、四氧化三铁的混合物共50g，与足量的一氧化碳充分反应后，生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到沉淀75g，则原混合物中铁单质的质量可能为A．38g B．10g C．7.5g D．6.5g7．用足量的一氧化碳还原氧化铜和氧化铁的固体混合物，充分反应后称得固体的质量减少了2.4g。则原固体混合物的质量可能为A． B． C． D．8．下列有关工业炼铁的叙述中不正确的是A．炼铁用的设备是高炉B．炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石C．炼铁最终得到的生铁是混合物D．炼铁所用的铁矿石中铁元素的质量分数：赤铁矿>磁铁矿9．现有Fe3O4、Al2O3和CuO的混合物mg，在高温条件下用足量的木炭还原，得到金属混合物6.5g，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水全部吸收后，产生15.0g白色沉淀，则m的数值为A．20 B．10.2 C．15 D．11.310．某炼钢厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿，该厂理论上可日产含杂质5%的生铁的质量。11．工业上常用赤铁矿或磁铁矿炼铁。根据矿石的质量可以计算炼出铁的质量。（1）工业炼铁的尾气处理方法。（2）900t含四氧化三铁58%的磁铁矿石，理论上能炼出含铁90%的生铁的质量是多少？(根据化学方程式计算，写出计算过程)12．磁铁矿（主要成分是Fe3O4）是冶炼生铁的常用原料。若测得某磁铁矿石中铁元素的质量分数为42％。（假设杂质不含铁元素）请回答下列问题：（1）四氧化三铁中铁元素与氧元素的质量比为。（2）该矿石中四氧化三铁的质量分数为。（精确到0.1%）（3）若要得到纯铁21t，从理论上计算需要这种磁铁矿t。（精确到0.1）13．金属在生产、生活中有广泛应用。（1）共享单车作为代步工具，轻便灵活又环保。如图是一款自行车的图片，所标材料中，车架主要含有的金属元素是。（2）铝合金与纯铝相比，其硬度更（填“大”或“小”）。（3）为了验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，下列选用的药品可行的是（填序号）。①Fe、CuSO4溶液、Ag②FeSO4溶液、Cu、Ag③FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液④FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag（4）如图是污水处理的流程图。请回答：①写出固体B中一定含有的物质：。②写出一定反应的化学方程式：。（5）如图是高炉炼铁的示意图。请回答：①焦炭的主要作用是。②B区是一氧化碳的生成区域，写出生成一氧化碳的化学方程式：。（6）冶炼560t含杂质4%的生铁，理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少？（写出计算过程）14．利用金属矿产冶炼金属是获得金属材料的主要途径。工业上炼铁常用的原料有赤铁矿、焦炭（主要成分为碳）、石灰石和空气。其主