《金属矿物与冶炼》化学授课课件教案

6.3金属矿物与冶炼第六章金属1.知道元素有两种存在形态。2.认识几种金属矿物，知道某些矿物的主要成分。3.了解生铁和钢冶炼的原理及操作的注意事项。4.了解冶炼金属的常用方法。5.了解生铁和钢的区别以及主要性能。6.初步学会关于不纯物的化学方程式的计算。学习目标自主探究为人类社会作出许多贡献的金属是从哪里来的呢？它们来自地壳中天然存在的矿物。其中，有少数很不活泼的金属，如金、银、铂能以单质形态存在，绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物之中。为什么只有金银等少数金属在自然界有单质的形式存在呢？金、银等金属化学性质不活泼金属矿物主要成分赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4黄铁矿FeS2钛铁矿FeTiO3孔雀石Cu2(OH)2CO3赤铜矿Cu2O铝土矿Al2O3矿石都是混合物。赤铁矿颜色暗红；磁铁矿颜色为黑色，有强磁性，能导电。矿石不是合金。合金中含有金属单质，矿石中含有金属的化合物。讨论：选择下列哪种铁矿石炼铁最好，为什么？

赤铁矿Fe2O3

磁铁矿Fe3O4

菱铁矿FeCO3黄铁矿FeS2应选择含铁量高、不含有害元素的矿石：菱铁矿含铁量低，黄铁矿含有硫元素，常用赤铁矿和磁铁矿。讨论下列问题:1.实验步骤及原因2.石灰水后面放酒精灯的目的1.模拟炼铁的实验钢铁是怎么炼成的？实验步骤

①先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。

②实验完毕后继续通入CO的目的：防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化。

③因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要经过点燃处理，防止污染空气。

检查装置气密性、装药品、点燃酒精灯、通入一氧化碳、点燃酒精喷灯加热氧化铁、停止加热、停止通一氧化碳、熄灭酒精灯。

澄清石灰水变浑浊尾气燃烧产生蓝色火焰红色粉末变为黑色试写出各处反应的化学方程式。2CO+O22CO2引导学生阅读教材P180，讨论回答下列问题1.钢铁厂如何把矿石炼成铁和钢？2.生铁与钢的成分有何异同？3.写出高炉内发生的的主要反应方程式。4.将生铁炼成钢的原理是什么？炼铁设备——高炉阅读思考1.焦炭的作用：2.石灰石作用:3.炼铁的原理：2.工业炼铁－－设备、原料、原理、产品提供热量，提供还原剂一氧化碳。原料将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣。高温条件下，用一氧化碳做还原剂将矿石中的铁还原出来。4.得到的产品是什么？5.出铁口为什么在出渣口下方？炼铁设备——高炉2.工业炼铁--设备、原理、原料、产品产品产品为生铁，是含碳量在2%-4.3%的铁合金。铁水的密度比炉渣的密度小。工业炼铁和实验室炼铁有什么不同原料、产物不同设备不同温度不同对环境影响不同操作难易程度不同工业炼铁原料和产物都是混合物，实验室炼铁原料和产物都是纯净物

工业炼铁设备是高炉，实验室用玻璃管高炉内温度高，玻璃管内温度较低高炉炼铁对环境影响大，实验室对环境影响小

高炉炼铁工艺复杂，实验室操作简单

炼铁炼钢原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、废钢、氧气原理在高温的条件下，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；同时，利用石灰石将铁矿石中的脉石（如二氧化硅）转变成炉渣主要是利用氧化剂（纯氧）把生铁里过多的碳和其他杂质氧化除去主要设备高炉平炉、转炉、电炉产品生铁钢工业炼铁、炼钢的区别生铁和钢的区别类别含碳量含杂质（硫、磷等）机械性能机械加工生铁2%～4.3%多硬而脆可铸不可锻钢0.03%～2%少硬而韧、有弹性可铸可锻

3.含杂质化学方程式计算（1）5000t含Fe2O376%的赤铁矿石含有多少吨Fe2O3？请列出计算式。纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度。（2）2000t含Fe98%的生铁含有多少吨铁？请列出计算式。（3）2000t含杂质2%的生铁含有多少吨铁？请列出计算式。

例

某炼铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，理论上可生产含Fe98%的生铁多少吨？温馨提示：根据化学方程式计算，代入的数据都是纯净物的质量。解：Fe2O3质量为5000t×76%＝3800t设：生铁质量为x，则纯铁质量为98%·xFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2160

1123800t

98%·x160∶3800t＝112∶（98%·x）x＝2714.3t答：理论上可日产含铁98%的生铁2714.3吨1.铁矿石、焦炭、石灰石、空气

生铁生铁里含有2%～4.3%的碳，硬而脆，可铸不可锻；而钢的含碳量为0.03%～2%，硬而韧，有弹性，可铸2.解：2000t赤铁矿中含氧化铁的质量为2000t×80%=1600t。设1600t氧化铁炼得的生铁中，含铁的质量为x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

引导学生阅读教材P181“知识视窗”金属的冶炼方法：1.活泼金属——电解法(如钠、钾、镁、铝)2.一般金属——热还原法(如铜、铁、锌)3.较不活泼金属——直接加热法(如汞)本节课你学会了哪些知识？收获了什么方法？还有什么疑惑吗？1.下列关于炼铁的叙述错误的是（）A.主要原料为铁矿石、焦炭、石灰石、空气等

B.主要设备为高炉

C.主要原理是利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁

D.主要产物是生铁

2.用3000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是（）A.1166tB.1750tC.1810t D.1944t课堂达标CB3.钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志，如图是模拟炼铁的实验装置图。(1)请你写出冶炼生铁的化学方程式

。(2)请写出一种证明产物中含铁粉的方法：