資源簡介

(共38張PPT)
第1課時
金屬礦物 鐵的冶煉
R·九年級化學下冊
課題3 金屬資源的利用和保護
第八單元 金屬和金屬材料
課前自學準備
課標要求
1
2
3
4
學習目標
了解鐵的冶煉。
知道常見金屬：鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。
會利用化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。
有關煉鐵的雜質問題計算。
3. 工業煉鐵：（1）設備： ，（2）原
料： ，（3）原理：
________________________________________。
2. CO還原Fe2O3：（1）現象 ，
；（2）化學方程式為
。
1. 地球上的金屬資源除 等有單質形式存
在外，其余都以化合物形式存在。
金、銀
紅棕色粉末變黑
澄清的石灰水變渾濁
高爐
赤鐵礦石、焦炭、石灰石
溫的條件下，用CO從鐵的氧化物中把鐵還原出來
在高
課前自學準備
預習檢測
人類社會離不開金屬。
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新課導入
這些金屬材料可以直接獲得嗎？
地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬（如金、銀）等以單質形式存在外，其余金屬都以化合物形式存在。
知識點1 金屬礦物
自然界中 以單質形式存在的銀
自然界中 以單質形式存在的金
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課堂探究
常見的金屬礦石——鐵礦石
赤鐵礦_________
磁鐵礦_________
黃鐵礦
_________
菱鐵礦
_________
Fe2O3
Fe3O4
FeS2
FeCO3
常見的金屬礦石——銅礦石
赤銅礦_________
黃銅礦_________
輝銅礦_________
孔雀石______________________
Cu2O
CuFeS2
Cu2S
Cu2 (CO3)-
(OH)2
常見的金屬礦石——其他礦石
鋁土礦_________
軟錳礦_________
金紅石_________
你知道自然界中含量最大的金屬是什么嗎？
Al2O3
MnO2
TiO2
地球上金屬資源很豐富，我國礦物儲量種類齊全。在所有金屬中，含量最豐富的是鋁，而提煉量最大的是鐵。
部分金屬在地殼中的含量 元素名稱 鋁 鐵 鈣 鈉 鉀
質量分數% 7.73 4.75 3.45 2.74 2.47
元素名稱 鎂 鋅 銅 銀 金
質量分數% 2.00 0.008 0.007 0.000 01 0.000 000 5
你能從經濟效益和環境保護兩個角度分析，常見的鐵礦石中最不適合用來煉鐵的是哪一種嗎？
赤鐵礦Fe2O3
磁鐵礦Fe3O4
黃鐵礦FeS2
菱鐵礦FeCO3
經濟效益角度：
含鐵量要高，即比較四種礦石中鐵元素的質量分數的大小。
思考
赤鐵礦Fe2O3
磁鐵礦Fe3O4
黃鐵礦FeS2
菱鐵礦FeCO3
鐵礦石 主要成分 含鐵量
赤鐵礦 Fe2O3 70%
磁鐵礦 Fe3O4 72%
菱鐵礦 FeS2 48%
黃鐵礦 FeCO3 47%
以上四種礦石中，哪幾種鐵礦石更適合煉鐵？
√
√
赤鐵礦Fe2O3
磁鐵礦Fe3O4
黃鐵礦FeS2
菱鐵礦FeCO3
環境保護角度：
要求不污染環境，而黃鐵礦中含有硫元素，可能會生成_______，污染空氣。
SO2
黃鐵礦含鐵量低，且冶煉過程中會產生二氧化硫，污染環境，因此黃鐵礦最不適合用來煉鐵。
歸納
冶煉金屬時，選擇礦石應遵循的原則：
1.所需提煉金屬的含量高；
2.礦石在冶煉過程中對環境污染小；
3.冶煉過程盡可能簡便。
《天工開物》中記載了我國古代煉鐵的技術
古代煉鐵
【點擊圖片播放視頻：復原《天工開物》古法煉鐵技藝】
知識點2 鐵的冶煉
古代煉鐵
現代煉鐵工廠
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1.冶煉的原料：
赤鐵礦石、焦炭、石灰石
2.冶鐵的設備：高爐
3.產品：生鐵(以鐵水的形式)
工業冶煉鐵是一個復雜的過程
提供還原劑CO，提供熱量
將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣
CaCO3====CaO+CO2↑
高溫
CaO+SiO2====CaSiO3
高溫
4. 工業煉鐵的原理：
在高溫下，利用______與______反應生成的____________把鐵從鐵礦石中還原出來。
焦炭
氧氣
一氧化碳
C+O2==== CO2
高溫
C+CO2====2CO
高溫
Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2
高溫
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以赤鐵礦煉鐵為例，其主要原理是一氧化碳與氧化鐵反應，請寫出該反應的化學方程式。
Fe2O3+3CO======2Fe+3CO2
高溫
回憶一氧化碳還原氧化銅的實驗，試著設計實驗室內可行的裝置及步驟。
實驗原理：
【實驗】一氧化碳還原氧化鐵
實驗裝置：
實驗步驟：
①檢查裝置氣密性；
②裝入樣品并固定；
③點燃尾部酒精燈；
④向玻璃管內通入CO氣體；
⑤給氧化鐵加熱；
⑥停止加熱；
⑦停止通入一氧化碳；
⑧熄滅尾部酒精燈。
為什么要先通CO再加熱？
⑥和⑦是否能調整順序？
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實驗現象：
①紅色粉末逐漸變成黑色；
②澄清石灰水變渾濁；
③點燃尾氣時，產生藍色火焰。
2CO+O2==== 2CO2
點燃
3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2
高溫
CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O
排出實驗裝置內的空氣，以免加熱時CO與空氣混合，發生爆炸。
1. 實驗開始時為什么要先通入一會CO？
將產生的氣體通入到澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，則生成二氧化碳；紅色粉末變黑色，用磁鐵檢驗，證明黑色粉末為鐵。
2. 如何驗證反應中生成了什么物質？
處理尾氣中多余的CO，防止污染空氣。
3. 裝置中右邊的酒精燈起什么作用？
4. 實驗完畢后為什么要繼續通入CO直至玻璃管冷卻？
一是防止生成的鐵粉在高溫下再被氧化，二是防止試管中的液體倒吸入玻璃管使其炸裂。
例 下列有關高爐煉鐵的說法正確的一組是（ ）
①高爐中焦炭的作用是產生一氧化碳
②高爐中焦炭的作用是供熱
③高爐中把鐵礦石冶煉成鐵的主要反應原理是：
④高爐中把鐵礦石冶煉成鐵的主要反應原理是：
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
√
√
×
√
D
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典例剖析
在實際生產中，所用的原料或所得的產物一般都含有雜質。在計算用料和產量時，應考慮到雜質問題。
知識點3 有關含雜質問題的計算
【例題】用1 000 t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少（計算結果保留一位小數）？
【分析】題目中共出現三個數據，但都不是純量，這三個數據間的關系為：
赤鐵礦石
1 000 t
1 000 t×80%
化學方程式計算出純鐵質量
純鐵質量÷96%
化學方程式所表示的是純凈物之間發生的化學反應，各化學式所表示的化學量是純凈物之間的質量關系。
Fe2O3
Fe
生鐵
當參加反應的物質含有雜質時，首先要把含雜質的物質的質量換算成純物質的質量。
【解】1 000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：
1000 t × 80% = 800 t
160 2×56
800 t 　　 　x
160 800 t
2×56 x
=
x = 560 t
折合為含鐵96%的生鐵的質量為：560 t÷96%=583.3 t
答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是583.3 t。
設：800 t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質量為x。
Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2
歸納
某鋼鐵廠采用赤鐵礦煉鐵。若該廠日產含鐵 1.4×104 t的生鐵，至少需要含Fe2O3 80%的赤鐵礦的質量是多少？
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典例剖析
160 2×56
80%x 　　1.4×104 t
160 80%x
2×56 1.4×104 t
=
x = 2.5×104 t
答：至少需要含Fe2O3 80%的赤鐵礦的質量是 2.5×104t。
解：設至少需要赤鐵礦的質量為x。
Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2
還可以用元素守恒法解答。
元素守恒法
依據：由于反應前后元素種類和質量不變，故鐵礦石中鐵元素質量==生鐵中的鐵元素質量。
赤鐵礦
Fe2O3
Fe
1.4×104 t
思路：
金屬材料：不活潑金屬（金、銀等）以單質形式存在，其余金屬以化合物形式存在。
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課堂小結
鐵的冶煉：
原料：赤鐵礦石、焦炭、石灰石
設備：高爐
產品：生鐵（鐵合金、混合物）
有關雜質問題的計算:
根據化學方程式計算時，要把含雜質
的質量換算成純物質的質量。
1.寫出下列礦石主要成分的化學式。
（1）赤鐵礦： ；
（2）磁鐵礦： ；
（3）菱鐵礦： ；
（4）鋁土礦： 。
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
Al2O3
課后反饋總結
課堂練習
2.某鋼鐵廠每天需消耗5000t含 Fe2O3 76%的赤鐵
礦石，該廠理論上可日產含Fe 98%的生鐵的質
量是多少？
3. 冶煉2000t含雜質3%的生鐵，需要含
Fe3O4 90%的磁鐵礦石的質量是多少？
1.從課后習題中選取；
2.完成練習冊本課時的習題。
課后反饋總結
課后作業

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