資源簡(jiǎn)介

(共33張PPT)
第8單元
課題3
第1課時(shí)
金屬資源的利用和保護(hù)
人教版
·
化學(xué)
·
九年級(jí)下冊(cè)
學(xué)習(xí)目標(biāo)-新知導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂達(dá)標(biāo)
【重點(diǎn)】了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法。
【難點(diǎn)】掌握含雜質(zhì)物質(zhì)的相關(guān)計(jì)算。
1.知道一些常見(jiàn)的金屬如鐵、鋁、銅等的礦石；
2.了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法；
3.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
新知導(dǎo)入
人類(lèi)生活離不開(kāi)金屬
新知導(dǎo)入
軍事與科技也需要大量的金屬
金屬有廣泛的用途，我們可以從自然界中直接獲取金屬單質(zhì)嗎？
新知導(dǎo)入
知識(shí)點(diǎn)1、金屬資源在自然界的存在
自然界除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
新知探究
常見(jiàn)的金屬礦石
常見(jiàn)的鐵礦石：
常見(jiàn)的鋁礦石：
常見(jiàn)的銅礦石：
赤鐵礦
磁鐵礦
鋁土礦
輝銅礦
黃銅礦
新知探究
金屬元素在地殼中的含量
元素名稱
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
鋁
7.73
鐵
4.75
鈣
3.45
鈉
2.74
鉀
2.47
鎂
2.00
鋅
0.008
銅
0.007
銀
0.00001
金
0.0000005
新知探究
資料卡片
我國(guó)是世界上已知礦物種類(lèi)比較齊全的少數(shù)國(guó)家之一，礦物儲(chǔ)量豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上也占有重要地位。大自然向人類(lèi)提供了豐富的金屬礦物資源，人類(lèi)每年要提取數(shù)以億噸計(jì)的金屬，用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域。其中，目前提取量最大的金屬是鐵。
新知探究
典例1
寫(xiě)出下列礦石的主要成分的化學(xué)式：
①赤鐵礦_______，②磁鐵礦__________，③菱鐵礦____________，④鋁土礦___________。其中主要成分是氧化物的是____________（填序號(hào)）。
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
Al2O3
①②④
新知探究
為紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票
新知探究
寶鋼煉鐵高爐
新知探究
鐵礦石
鐵
礦石如何變成金屬？？？
思考
新知探究
生熟煉鐵爐（二）
生熟煉鐵爐（一）
早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器，從1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。
新知探究
實(shí)驗(yàn)藥品
實(shí)驗(yàn)儀器
實(shí)驗(yàn)裝置
知識(shí)點(diǎn)2、鐵的冶煉
一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)
氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳?xì)怏w
鐵架臺(tái)（2套）、硬質(zhì)玻璃管、單孔橡皮塞（2個(gè)）、酒精噴燈、酒精燈、試管、雙孔橡皮塞、導(dǎo)氣管若干
新知探究
檢查裝置氣密性
裝藥品，固定儀器
通入CO氣體
驗(yàn)純后點(diǎn)燃酒精燈
熄滅酒精燈
冷卻后停止通CO
反應(yīng)結(jié)束后熄滅酒精噴燈
點(diǎn)燃酒精噴燈
實(shí)驗(yàn)步驟
新知探究
一氧化碳還原氧化鐵
新知探究
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
化學(xué)方程式
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
注意事項(xiàng)
（1）硬質(zhì)玻璃管中：Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
（2）試管中：Ca(OH)2+CO2
CaCO3↓+H2O
（3）酒精燈處：
2CO+O2
2CO2
高溫
點(diǎn)燃
（1）紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏?；?）試管中的澄清石灰水變渾濁；（3）尾氣燃燒并產(chǎn)生藍(lán)色火焰
氧化鐵在高溫下被一氧化碳還原成單質(zhì)鐵，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳
（1）先通CO的目的：
排出裝置內(nèi)的空氣，以免加熱時(shí)CO與空氣混合發(fā)生爆炸；（2）實(shí)驗(yàn)完畢后繼續(xù)通入CO直到硬質(zhì)玻璃管冷卻的目的：防止還原生成的鐵粉在較高溫度下被重新氧化，防止石灰水倒流使硬質(zhì)玻璃管炸裂；（3）尾氣處理：CO有毒，尾氣中的CO要經(jīng)過(guò)點(diǎn)燃處理或收集備用，防止污染空氣
新知探究
1.
一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)條件是高溫，不是加熱。
2.
檢驗(yàn)一氧化碳還原氧化鐵固體生成物的方法：
（1）用磁鐵吸引；
（2）加入足量的稀鹽酸，若黑色粉末溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液變?yōu)闇\綠色，則黑色粉末為鐵。
3.一氧化碳是有毒的可燃性氣體，使用前必須驗(yàn)純。
新知探究
拓展延伸！
1.
鐵粉具有疏松無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)，對(duì)自然光有較大吸收能力，所以顯黑色而非銀白色。初中階段常見(jiàn)的黑色粉末物質(zhì)還有炭粉、氧化銅、四氧化三鐵、二氧化錳等。
2.
在煉鐵過(guò)程中，一氧化碳發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化鐵發(fā)生還原反應(yīng)，因此一氧化碳具有還原性。氫氣、焦炭、一氧化碳都具有還原性，這些物質(zhì)可以用來(lái)冶煉金屬。
新知探究
工業(yè)煉鐵
煉鐵原理
原料
高爐內(nèi)發(fā)生的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)
產(chǎn)品
高溫
高溫
高溫
在高溫下，利用高爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)
鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
以赤鐵礦為原料，
主要反應(yīng)為：Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
焦炭的作用為（1）提供熱量：
C+O2
CO2
（2）提供還原劑：
C+CO2
2CO
石灰石：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣除去
生鐵（含碳量2%~4.3%的鐵合金，不是純鐵）
新知探究
2.
煉鐵的主要原料是鐵礦石，主要產(chǎn)品是生鐵，煉鋼的主要原料是生鐵，主要產(chǎn)品是鋼。將生鐵煉成鋼主要是將過(guò)量的碳轉(zhuǎn)化為氣體除去，“百煉成鋼”的主要反應(yīng)是C+O2
CO2
。
1.
高爐煉鐵得到的是生鐵，其主要成分是鐵，還含有C、Mn等元素；實(shí)驗(yàn)室中CO還原Fe2O3所得到的是純凈的鐵。
高溫
硬質(zhì)玻璃管中剩余的固體物質(zhì)可能是鐵粉和氧化鐵的混合物
新知探究
1.
電解法：如2Al2O3（熔融）
4Al+3O2↑
。
2.
熱還原法（氧化還原法）：很多金屬（如銅、鋅、錫、鉛等）的冶煉跟鐵類(lèi)似，在加熱（或高溫）條件下，將金屬化合物與焦炭或氫氣或一氧化碳發(fā)生反應(yīng)，還原得到金屬單質(zhì)。如CuO+CO
Cu+CO2
。
3.熱分解法：如2HgO
2Hg+O2↑
。
通電
冰晶石
△
△
常見(jiàn)金屬的冶煉方法
新知探究
典例2
下列有關(guān)高爐煉鐵的說(shuō)法中正確的一組是(　　)
D
解析：高爐中焦炭的作用是產(chǎn)生一氧化碳和供熱；高爐煉鐵原料除鐵礦石、焦炭和石灰石外還有空氣；高爐中煉鐵的原理是在高溫條件下用一氧化碳將鐵從其氧化物中還原出來(lái)。
(1)高爐中焦炭的作用是產(chǎn)生一氧化碳和供熱；(2)高爐煉鐵原料有鐵礦石、焦炭和石灰石；(3)高爐中把鐵礦石冶煉成鐵的主要反應(yīng)原理：
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2。
A.
(1)
(2)
B.
(2)
(3)
C.
(1)
(2)
(3)
D.
(1)
(3)
高溫
新知探究
知識(shí)點(diǎn)3、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)中雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算
【例題】用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％
的生鐵多少噸？
赤鐵礦
(主要成分是Fe2O3)
新知探究
只有純凈物才能代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算
【例題】用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸？
1000t×80％=800t
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
160
2×56
800t
x
x=560t
解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為
設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為x。
赤鐵礦
(主要成分是Fe2O3)
折合為含鐵96％的生鐵的質(zhì)量為：
560t÷96％=583t
答：1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96％的生鐵583t。
高溫
160
2×56
=
800t
x
新知探究
不純物質(zhì)、純物質(zhì)、物質(zhì)純度之間的關(guān)系
（1）純度=×
100%=1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（2）純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的總質(zhì)量×純度（純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。
（3）不純物質(zhì)的總質(zhì)量=。
（4）雜質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的總質(zhì)量×（1-純度）。
新知探究
含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)計(jì)算的一般步驟
（1）將含有雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量。
（2）將純凈物的質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。
（3）將計(jì)算得到的純凈物質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。
進(jìn)行含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算時(shí)，要看清題中所給的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)還是純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，計(jì)算時(shí)一般都假定雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)。
新知探究
特別提醒！
某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵3000t，試計(jì)算：
（1）該3000t生鐵中含純鐵多少噸？
（2）該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）
x
≈4790t
（2）設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。
解：（1）生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850t
Fe2O3
+
3CO
2Fe
+
3CO2
112
x
·
85%
2850t
高溫
160
x
·
85%
=
112
2850t
答：（1）該3000t生鐵中含純鐵2850t。
（2）該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石為4790t。
典例3
新知探究
一氧化碳還原氧化鐵
工業(yè)煉鐵
原理：在高溫下，利用高爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳(CO)將鐵從鐵礦石中還原出來(lái)
原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣
設(shè)備：高爐
原理：Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
現(xiàn)象：紅棕色粉末逐漸變黑，澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒并產(chǎn)生藍(lán)色火焰
鐵的冶煉
含雜質(zhì)物質(zhì)的相關(guān)計(jì)算
將含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為純凈物的質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算
高溫
課堂小結(jié)
1.
下列有關(guān)金屬的說(shuō)法，正確的是（
）
A.多數(shù)金屬以單質(zhì)的形式存在
B.在地殼中含量最高的金屬元素是鐵
C.常見(jiàn)的鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦
D.人類(lèi)每年從自然界提取量最大的金屬是鋁
C
課堂達(dá)標(biāo)
化合物
鋁
鐵
2.
(2019·湘潭中考)鋼鐵廠會(huì)利用焦炭產(chǎn)生的還原性氣體來(lái)煉鐵，某同學(xué)用此原理按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（
）
A.該實(shí)驗(yàn)不需要增加尾氣處理裝置
B.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)先通入一段時(shí)間的CO驗(yàn)純后再加熱
C.NaOH溶液可以檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物
D.反應(yīng)結(jié)束后，含有未反應(yīng)的Fe2O3固體，可以采用加入鹽酸的方法來(lái)提純鐵
B
課堂達(dá)標(biāo)
澄清石灰水
鐵也會(huì)與鹽酸反應(yīng)
3.工業(yè)上用含氧化鐵80%的480t赤鐵礦石為原料煉鐵，得到含雜質(zhì)4%的生鐵，據(jù)此填寫(xiě)下列框圖中有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量。
280t
480t
384t
268.8t
課堂達(dá)標(biāo)

展開(kāi)更多......

收起↑