6.3 金属矿物与金属冶炼（教学课件） 化学新教材科粤版九年级下册

6.3金属矿物与金属冶炼第六章

金属和金属材料钢铁的冶炼几种金属矿物学习目标0102知道元素有哪两种存在形态，认识几种常见的金属矿物03以高炉炼铁为主了解钢铁冶炼炼的原理；生铁和刚的区别和主要性能初步学会关于不纯物的化学计算教学重点教学难点01实验室用CO还原氧化铁实验装置、现象和操作01炼铁高炉中的有关化学反应，关于不纯物的化学计算钢铁的冶炼几种金属矿物问题探讨钢铁的冶炼几种金属矿物人类大量冶炼几种常见金属的年代，如图铜(铜鼎，商代，距今3000多年)铁(铁犁,西汉,距今2000多年)铝(铝锅，20世纪)1.为什么铜、铁、铝大量冶炼的年代差距如此之大?2.为什么到目前为止，铁仍是世界上产量最大、应用最广的金属?主要反映了人类技术发展的历程和金属本身的化学性质铁在地壳中含量丰富，冶炼过程较为简单，具有优良的物理性能，生产加工较容易新课探究一、几种金属矿物少数很不活泼的金属能以单质形态存在，如金、铂、银它们来自地壳中天然存在的矿物钢铁的冶炼几种金属矿物为人类社会作出许多贡献的金属是从哪里来的呢？绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物中游离态化合态新课探究一、几种金属矿物钢铁的冶炼几种金属矿物金属冶炼(主要是运用化学方法)如何从金属矿石中提取我们想要的金属呢？金属化合物金属单质目录CONTENTS1几种金属矿物2钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物几种金属矿物01钢铁的冶炼几种金属矿物新课探究一、几种金属矿物1.金属元素的含量钢铁的冶炼几种金属矿物常见金属元素在地壳中所占的质量分数元素名称铝铁钙钠钾镁其余60余种金属元素质量分数/%7.734.753.452.742.472.00<1地壳中含量居前三位的金属元素：铝、铁、钙。铝、铁、钙、钠、钾、镁共占23.14%如铜仅占十万分之七如金仅占十亿分之五其余众多金属在地壳中储存量很少新课探究一、几种金属矿物钢铁的冶炼几种金属矿物调查与交流>>>观察并学习以下金属矿物（如图）的相关知识赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)黄铁矿(FeS2)孔雀石[Cu2(OH)2(CO3)]赤铜矿(Cu2O)铝土矿(Al2O3·nH2O)新课探究一、几种金属矿物钢铁的冶炼几种金属矿物调查与交流>>>含铁元素的矿石：赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)主要成分‌：氧化铁（Fe₂O₃）‌颜色‌：暗红，含铁量越高颜色越深；光泽：有金属光泽至半金属光泽；应用：是重要的炼铁原料，

也可作红色颜料。‌主要成分‌：四氧化三铁（Fe3O4）‌颜色：铁黑色；有时晶体带浅蓝色；磁性：具有磁性；应用：炼铁的主要矿物原料‌‌黄铁矿(FeS2)主要成分‌：硫化亚铁（FeS₂）‌颜色：浅黄（铜黄）色；光泽：金属光泽强；应用：是提取硫和制造硫酸的主要原料‌‌新课探究一、几种金属矿物钢铁的冶炼几种金属矿物调查与交流>>>孔雀石[Cu2(OH)2(CO3)]主要成分‌：[Cu2(OH)2(CO3)]‌颜色：绿色应用：作为铜矿石，是提炼铜的原料之一赤铜矿(Cu2O)主要成分‌：氧化亚铜(Cu2O)颜色‌：红色，应用：是铜的氧化物矿物‌含铜元素的矿石：新课探究一、几种金属矿物钢铁的冶炼几种金属矿物调查与交流>>>铝土矿(Al2O3·nH2O)主要成分‌：氧化铝(Al2O3·nH2O)‌颜色：白色、灰色、褐色、红色等多种颜色应用：是提炼铝的重要原料含铝元素的矿石：钢铁的冶炼02钢铁的冶炼几种金属矿物新课探究二、钢铁的冶炼人们开采矿石，用矿石冶炼金属。

以产量最大、应用最广的铁为例，学习金属冶炼的基本原理。钢铁的冶炼几种金属矿物那么，矿石是怎样变成金属的呢？1.金属冶炼的基本原理含铁量70%赤铁矿主要成分Fe2O3新课探究二、钢铁的冶炼冶炼金属时，选择矿石遵循的原则：钢铁的冶炼几种金属矿物依据①：所需提炼金属的含量高（经济效益角度考虑）；依据②：产物是否产生污染（环境保护角度考虑）；含铁量46.7%黄铁矿主要成分FeS2含铁量72.4%磁铁矿主要成分Fe3O4含铁量48.3%菱铁矿主要成分FeCO3新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物观察活动>>>知道炼铁的原理目

的【实验6-6】利用如图所示的装置，进行氧化铁与一氧化碳反应生成铁的实验。实验装置检验生成的二氧化碳尾气处理：燃烧掉剩余的CO新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物观察活动>>>实验步骤1.往耐高温的硬质玻璃管中加入少量氧化铁粉末。2.通入一氧化碳，等待片刻后点燃尖嘴管处酒精灯。(为什么?)3.用酒精喷灯对着硬质玻璃管放氧化铁处加热。4.当反应结束后，停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至硬质玻璃管冷却。(为什么?)为了排净装置中的空气，防止加热时发生爆炸①防止氧化铁还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化；②防止石灰水倒吸使玻璃管炸裂。新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物实验现象说明反应生成物有：红色粉末逐渐变成黑色澄清的石灰水变浑浊尾气燃烧产生蓝色火焰FeCO2反应的化学方程式是：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高温新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物2.工业炼铁炼铁的原料石灰石铁矿石焦炭热空气3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高温CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑高温按一定的质量比加入高炉通进热空气，使焦炭转变成一氧化碳利用CO将铁矿石中的铁还原出来石灰石的作用是把铁矿石中不能被利用的矿物转变成炉渣而除去(如二氧化硅)炼铁原理主要设备：高炉C+O2===CO2高温CO2+C===2CO高温新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物3.生铁和钢铁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、有弹性可铸可锻生铁和钢都是铁和碳的合金高炉炼得的铁，是铁的合金——生铁。把生铁放在炼钢炉里吹进氧气冶炼，所得产品称为钢有的钢还加入其他各种金属，熔炼成多种多样具有特殊性能的合金钢。新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物4.我国钢铁冶炼发展由于矿藏丰富、易冶炼、价格低廉，铁是世界上应用最广泛的金属。港珠澳大桥，连接香港、珠海和澳门，是目前世界上最大的钢结构桥梁。港珠澳大桥，仅主梁钢板用量就达到了42万吨。春秋战国1949年2009年12月2018年10月开始炼铁钢铁生产发展缓慢1949年之前钢的年产量仅15.8万吨港珠澳大桥动工港珠澳大桥开通运营特别是改革开放以来，钢铁工业飞速发展，近年来年产量均居世界首位，钢材的品种也大大增加新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物5.含杂质物质的化学方程式的计算例根据化学方程式计算步骤求出：2000t含氧化铁80%的赤铁矿石理论上可炼得含铁95%的生铁的质量。解：2000t赤铁矿中含氧化铁的质量为：

2000t×80%=1600t160 2×561600t

x160

1600t

2×56

x=折合为含铁95%的生铁的质量为：1120t÷95%≈1179t设1600t氧化铁理论上炼得铁的质量为x。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温答：2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁95%的生铁1179t。2×56×1600t160x=

=1120t新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物5.含杂质物质的化学方程式的计算纯净物的质量＝

不纯物质的总质量×纯度纯度＝×100%纯净物的质量不纯物质的总质量第二步，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；第一步，将含杂质的物质质量转化成纯净物的质量；第三步，将纯物质转化成杂质物质的质量。不纯物质的质量=纯净物的质量÷纯度在实际生产时，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。含杂质的计算一般做法新课探究二、钢铁的冶炼钢铁的冶炼几种金属矿物1.多数金属以化合物形态存在于矿物中。2.金属矿物可用来冶炼金属，例如，铁是人们将赤铁矿等原料放进高炉中炼成的，其主要反应是:长话短说3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高温钢铁的冶炼几种金属矿物冶炼金属的常用化学方法金属与氧生成金属氧化物的反应属于氧化反应；反之，从含氧化合物中将氧夺取出来的反应则称为还原反应。①热还原法很多金属(如铜、锌、铝、锡、铅、铁等适应金属在加热条件下，金属化合物与焦炭或氢气或一氧化碳发生反应，被还原成金属单质，称为热还原法。如：2CuO+C2Cu+CO2↑高温CuO+H2Cu+H2O△定义常见还原剂H2COCC为固体，反应不充分H2制取成本高钢铁的冶炼几种金属矿物冶炼金属的常用化学方法②电解法有些矿物很稳定的金属(如钠、钾、镁、铝等)适应金属靠电能将它们还原出来，称为电解法。2Al2O34Al+3O2↑通电MgCl2Mg+Cl2↑通电定义冰晶石钢铁的冶炼几种金属矿物冶炼金属的常用化学方法③热分解法极少数金属的化合物不稳定，如银、汞的化合物适应金属加热就可以分解出金属单质，这种冶炼金属的方法称为热分解法。2HgO2Hg+O2↑△定义钢铁的冶炼几种金属矿物冶炼金属的常用化学方法金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，其阳离子的氧化性越强，越容易被还原。

比较上述不同方法，请你想一想:金属冶炼方法的选择，与金属活动性顺序有关系吗?热还原法适用于金属活动性比较强，在常见金属活动性顺序中居于中间区域(Zn~Cu)电解法一般用于金属活动性顺序中铝及铝以前的金属冶炼热分解法适用于金属活动性弱的，在常见金属活动性顺序的右端区域物理提取其密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒，泥沙等杂质，便可得到

钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu课堂小结【检测题1】如图是实验室模拟工业炼铁的装置图，下列说法不正确的是（）A．通入的CO要先验纯B．实验开始时，应先通CO，再点燃酒精喷灯C．应把尾气通入水中，以除去尾气中的COD．实验中，B处红棕色粉末变黑，C处变浑浊C课堂检测【检测题2】古人非常重视金属的冶炼，下列关于金属的冶炼说法错误的是（）A．古人炼锡时加铅能使锡较易融化，其原因是合金的熔点低于纯金属的熔点B．古人将铁放在铜的化合物的溶液中制取铜，原因是铜的金属活动性强于铁C．百炼成钢指的是将生铁加热后在空气中捶打，目的是为了使降低生铁中碳的含量D．人类使用更多的是合金而非纯金属，因为合金比纯金属往往具有更优良的性能B课堂检测课堂检测【检测题3