資源簡介

(共20張PPT)
第八單元　金屬和金屬材料
課題3　金屬資源的利用和保護
第1課時　鐵的冶煉
2022年版課標內容要求：
知道大多數金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的，體會化學方法在金屬冶煉中的重要性。
知識點1　金屬礦物
1．地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除了_____、
______等有單質形式存在，其余金屬都以化合物的形式存在。
金
閱讀課本第16、17頁，回答下列問題：
自然單質金
自然單質銀
銀
2. 幾種常見的金屬礦石及其主要成分（填化學式）：
金屬礦石 赤鐵礦 磁鐵礦 鋁土礦 赤銅礦 金紅石 軟錳礦
主要成分 TiO2 MnO2
赤鐵礦
主要成分Fe2O3
磁鐵礦
主要成分Fe3O4
鋁土礦
主要成分Al2O3
金紅石
主要成分TiO2
軟錳礦
主要成分MnO2
赤銅礦
主要成分Cu2O
Cu2O
Al2O3
Fe3O4
Fe2O3
課堂精練
例1　金屬是人類寶貴的自然資源。下列說法正確的是（　　）
A．鐵是地殼中含量最高的金屬元素
B．大多數金屬以單質的形式存在于地球上
C．金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中
D．金屬資源取之不盡，用之不竭
　 1．煉鐵選用的礦石不僅要求含鐵量高，而且要
盡量不含有害元素。下列礦石中最適合煉鐵的是（　　）
A．磁鐵礦（主要成分為Fe3O4） B．黃鐵礦（主要成分為FeS2）
C．菱鐵礦（主要成分為FeCO3） D．赤銅礦（主要成分為Cu2O）
C
A
相對原子質量：C－12　O－16　Fe－56
鐵礦石
生鐵
怎樣從鐵礦石中得到生鐵呢
知識點2　鐵的冶煉
怎樣從鐵礦石中得到生鐵呢
我國古代煉鐵圖
寶鋼煉鐵高爐
1．煉鐵的主要原理：一氧化碳與氧化鐵反應，同時生成鐵和二氧化碳，寫出其化學方程式：____________________________。
該反應體現了一氧化碳具有什么化學性質？_______________________。
2．工業煉鐵：
（1）設備：高爐。
（2）原料：赤鐵礦石、焦炭、石灰
石和空氣等。
（3）石灰石的主要作用：將礦石中
的二氧化硅轉變為爐渣。
Fe2O3+3CO ═══ 2Fe +3CO2
高溫
能與某些氧化物反應
【思考】
（1）向高爐內投入焦炭后，焦炭在圖中A區先充分反應生成二氧化碳（反應①），二氧化碳再與焦炭反應生成一氧化碳（反應②），請寫出反應的化學方程式：
反應①：______________________；
反應②：______________________。
（2）焦炭的作用：
a.________________；
b.________________。
燃燒提供熱量
生成還原劑CO
C + O2 ═══ CO2
高溫
C + CO2 ═══ 2CO
高溫
【思考】
（3）工業煉鐵得到的產品是__________，屬于__________（填“純凈物”或“混合物”）。
（4）如果以磁鐵礦為原料煉鐵，
B 區發生反應的化學方程式為
_______________________________。
Fe3O4 + 4CO ═══ 3Fe + 4CO2
高溫
生鐵
混合物
【知識補充】
3．實驗室煉鐵：
（1）實驗現象：玻璃管內________色粉末逐漸變__________，試管內澄清石灰水______________，酒精燈處氣體燃燒并產生________色火焰。
紅棕
黑
變渾濁
藍
【知識補充】
（2）注意事項：
①實驗開始時，要先__________，
一段時間后再________________，
目的是__________________________________________。
②反應結束后，要先熄滅酒精噴燈，再繼續通CO直至玻璃管冷卻（或用彈簧夾夾緊玻璃管兩端的膠皮管直至玻璃管冷卻），然后才可以把固體倒到白紙上觀察。不能把熱的固體直接倒出來觀察的原因是______________________________________。
③裝置尾部酒精燈的作用是______________________________。
點燃CO，防止污染空氣
通入CO
點燃酒精噴燈
排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸　
生成的鐵在高溫下會重新被氧氣氧化
例2　如圖是鋼鐵冶煉的部分
工藝流程。
（1）流程中焦炭體現的性質有：
_________、能與二氧化碳反應。
（2）用化學方程式表示赤鐵礦
石冶煉成生鐵的反應原理：______
______________________。
（3）三脫裝置中反應的基本類型是_________反應。
（4）生鐵和鋼的主要區別是_________________。生鐵經過高溫煅燒變成鋼，寫出向優質生鐵中通入O2時反應的化學方程式：_____________________。
可燃性
Fe2O3
＋3CO 2Fe＋3CO2
化合
含碳量不同
C＋O2 CO2
2．如圖是實驗室模擬工業煉鐵的裝置。下列相關說法錯誤的是（　　）
A．實驗前應先通一會兒一氧化碳，再點燃酒精噴燈
B．實驗過程中玻璃管內黑色粉末逐漸變成紅棕色
C．試管中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成
D．為了防止污染空氣，該實驗應增加尾氣處理裝置
B
誤區警示　（1）實驗前應先通一會兒CO，再點燃酒精噴燈，目的是排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸；（2）反應結束后先熄滅酒精噴燈，再繼續通CO至玻璃管冷卻，目的是防止石灰水倒吸和防止生成的鐵在高溫下重新被氧氣氧化。（巧學速記：一氧化碳“早出晚歸”，酒精噴燈“遲到早退”；前者顛倒易爆炸，后者顛倒被氧化和倒吸）
知識點3　含雜質物質的計算
例3　工業上常用赤鐵礦石煉鐵。現用640 t含氧化鐵75%（其他成分不含鐵）的赤鐵礦石煉鐵。請計算：
（1）該赤鐵礦石含氧化鐵的質量是　　　　t。
（2）理論上能煉出含鐵96%的生鐵的質量。
480
解：設理論上能煉出含鐵96%的生鐵的質量是x。
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
160 112
480 t x×96%
＝，x＝350 t
答：理論上能煉出含鐵96%的生鐵的質量是350 t。
相對原子質量：C－12　O－16　Fe－56
素養提升
1．赭石是一種氧化物類礦物，也是中國傳統藥物，李時珍對其有“赭，赤色也”的描述。根據上述描述，赭石的主要成分可能為（　　）
A．Fe2O3 B．CuO C．KCl D．Fe3O4
2．“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”是唐代詩人劉禹錫的著名詩句。下列說法錯誤的是（　　）
A．淘金過程只涉及物理變化
B．“漉”相當于化學實驗操作中的過濾
C．金的化學性質不活潑，能長久保存
D．金元素大多以化合物的形式存在于自然界中
A
D
3．如圖是高爐煉鐵示意圖。下列說法正確的是 （　　）
A．高爐煉鐵的主要原理是碳與氧化鐵反應
B．高爐氣體中只含有CO2和少量CO
C．爐渣出口位于產品出口之上，
說明爐渣的密度較產品小
D．高爐煉鐵的產品是純鐵，可
用于煉鋼
C
4．我國有著悠久的鋼鐵冶煉史。
（1）《天工開物》中記載的“炒鋼法”如圖1。撒入潮泥灰（主要成分是石灰石）的主要作用是_______________ _______________________。不斷翻炒液態生鐵，是為了______（填“升高”或“降低”）碳元素的含量以制鋼。
將鐵礦石中的二氧化硅轉變為爐渣
降低
（2）實驗小組利用圖2裝置模擬現代工業煉鐵并檢驗氣體產物。其中酒精燈加網罩的作用是______________________；為檢驗生成的CO2，b處應盛放的試劑為______________。
（3）在推進碳減排、碳捕集的過程中，科學家正研究以“氫能煉鋼”替代“焦炭煉鋼”。寫出用氫氣和赤鐵礦煉鐵時發生置換反應的化學方程式：______________________________。與“焦炭煉鋼”相比，“氫能煉鋼”
的主要優點是____________________
______________________。
使火焰集中并提高溫度
澄清石灰水
3H2＋Fe2O3 3H2O＋2Fe
無污染，且減少CO2
的排放（合理即可）

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