6.3 金属矿物与冶炼

1、6.3 6.3 金属矿物与金属矿物与冶炼冶炼第六章第六章 金属金属1课堂讲解课堂讲解常见的金属矿物、铁的冶炼、生铁和钢常见的金属矿物、铁的冶炼、生铁和钢2课时流程课时流程课后课后作业作业逐点逐点导讲练导讲练课堂课堂小结小结金属矿物与冶炼金属矿物与冶炼1知识点知识点常见的金属矿物常见的金属矿物知知1 1导导【投影展示】【投影展示】常见的金属矿物常见的金属矿物赤铁矿赤铁矿（Fe2O3) 钛铁矿钛铁矿（FeTiO3) 磁铁矿磁铁矿（Fe3O4)黄铁矿黄铁矿（FeS2)孔雀石孔雀石Cu2 (OH) 2CO3 赤铜矿赤铜矿（Cu2 O) 铝土矿铝土矿（Al2 O3)问问 题（一）题（一）常见的金属矿物有

2、哪些？其主要成分是什么？常见的金属矿物有哪些？其主要成分是什么？知知2 2导导问问 题（二）题（二）常见的铁矿石中理论上最适宜炼铁的两种矿石是什么？理常见的铁矿石中理论上最适宜炼铁的两种矿石是什么？理由？由？1.常见的金属矿产有赤铁矿（主要成分是常见的金属矿产有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁）、磁铁 矿（主要成分是矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成分是）、菱铁矿（主要成分是 FeCO3）、铝土矿（主要成分是）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、黄铜矿（主）、黄铜矿（主 要成分是要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）。）。2.最适宜炼铁的两种矿石是

3、磁铁矿和赤铁矿，因为这两最适宜炼铁的两种矿石是磁铁矿和赤铁矿，因为这两 种矿石含铁量高（质量分数大），且含硫等种矿石含铁量高（质量分数大），且含硫等“有害元素有害元素” 少，冶炼时产生的污染小。少，冶炼时产生的污染小。知知1 1导导归归 纳纳【例例1】重庆重庆 用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引 起酸雨的是起酸雨的是() A辉铜矿辉铜矿(主要成分主要成分Cu2S) B赤铁矿赤铁矿(主要成分主要成分Fe2O3) C磁铁矿磁铁矿(主要成分主要成分Fe3O4) D铝土矿铝土矿(主要成分主要成分Al2O3)知知1 1讲讲A 点拨：点拨：导致酸雨的主要气体是二氧

4、化硫、二氧化氮等，导致酸雨的主要气体是二氧化硫、二氧化氮等，观察各矿石，辉铜矿中含有硫元素，冶炼时可产生二氧观察各矿石，辉铜矿中含有硫元素，冶炼时可产生二氧化硫。化硫。知知1 1练练1下列说法不符合事实的是下列说法不符合事实的是（）。）。 A.Al、Fe、Ca在地壳中含量占金属在地壳中含量占金属元元素的前三位素的前三位 B.金属元素在自然界中都以化合物形态存在金属元素在自然界中都以化合物形态存在 C.金属矿物是冶炼金属的基本原料金属矿物是冶炼金属的基本原料 D.从课本介绍的矿物主要成分分析，金属元素在从课本介绍的矿物主要成分分析，金属元素在 化合物中都显正价态化合物中都显正价态 知知1 1练练

5、2钢铁因含硫、磷而比较脆，不利于制作加工。据钢铁因含硫、磷而比较脆，不利于制作加工。据 此分析，炼铁所用的矿石，不宜采用下列的（括此分析，炼铁所用的矿石，不宜采用下列的（括 号内为该矿物主要化学成分的化学式号内为该矿物主要化学成分的化学式）（）（ ） A.赤铁矿赤铁矿（Fe2O3) B.磁铁矿磁铁矿（Fe3O4) C.菱铁矿菱铁矿（FeCO3) D.黄铁矿黄铁矿（FeS2)2知识点知识点铁的冶炼铁的冶炼知知2 2导导【实验探究实验探究】一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁（视频播放）（视频播放）实验的原理实验的原理实验的步骤实验的步骤实验的现象实验的现象实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？

6、实验完毕实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？实验完毕时先停止加热吗？）时先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）么处理？）一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：知知2 2导导归归 纳纳Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高高温温实验操作实验操作：1.按上图组装仪器，并检查气密性按上图组装仪器，并检查气密性。2.把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻轻转把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻轻转 动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管

7、内壁上。3.把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排 出管内的空气；待排尽后，点燃出气口处的酒精灯及酒出管内的空气；待排尽后，点燃出气口处的酒精灯及酒 精喷灯，并观察装置中所发生的变化。精喷灯，并观察装置中所发生的变化。4.当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会 儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。知知2 2导导实验现象实验现象：红色（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，同时澄清：红色（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。的石灰水逐渐变浑浊。知知2 2导

8、导问问 题（一）题（一）如何验证反应中生成了什么物质？如何验证反应中生成了什么物质？知知2 2导导问问 题（二）题（二）装置中右边的酒精灯起什么作用？装置中右边的酒精灯起什么作用？问问 题（三）题（三）石灰水的作用有哪些？石灰水的作用有哪些？注意事项：注意事项：1.一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的， 先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化 碳与空气混合受热爆炸碳与空气混合受热爆炸。2.实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻 璃

9、管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁再被氧璃管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁再被氧 化。化。知知2 2导导归归 纳纳知知2 2导导【视频播放】生铁的冶炼【视频播放】生铁的冶炼知知2 2导导归归 纳纳【例例2】沈阳沈阳如图是如图是“一氧化碳与氧化铁反应一氧化碳与氧化铁反应”的部分实的部分实 验装置，关于该实验说法正确的是验装置，关于该实验说法正确的是() A充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡 B在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色 C该实验的反应原理为该实验的反应原理为FeOCO FeCO2 D在实验过程中

10、，产生的尾气可以直接排放到空气中在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中知知2 2讲讲高高温温A知知2 2讲讲点拨：点拨：一氧化碳还原氧化铁充分反应后，所得固体为铁，一氧化碳还原氧化铁充分反应后，所得固体为铁，与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则向反应后的固体中与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则向反应后的固体中加稀盐酸会产生气泡；氧化铁是红色粉末，铁粉为黑色，加稀盐酸会产生气泡；氧化铁是红色粉末，铁粉为黑色，在实验过程中，红色的粉末会逐渐变成黑色；该实验的反在实验过程中，红色的粉末会逐渐变成黑色；该实验的反应原理为应原理为Fe2O33CO 2Fe3CO2；一氧化碳具有毒；一氧化碳具有毒性，会

11、污染环境，产生的尾气不能直接排放到空气中，应性，会污染环境，产生的尾气不能直接排放到空气中，应设计尾气的处理装置。设计尾气的处理装置。高高温温知知2 2练练请认真阅读课本请认真阅读课本“一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁”的实验，回的实验，回 答下列问题：答下列问题：(1)炼铁的主要原料是：炼铁的主要原料是：_。(2)炼铁的主要原理是：在高温下，利用炉内反应生成的炼铁的主要原理是：在高温下，利用炉内反应生成的 _把铁从把铁从_里还原出来。里还原出来。(3)实验步骤：实验开始时，先实验步骤：实验开始时，先_，后，后_，反，反 应完毕，先应完毕，先_，继续，继续_。(4)实验现象：玻璃管中红色物

12、质变成实验现象：玻璃管中红色物质变成_色，澄清色，澄清 石灰水石灰水_。(5)装置后的酒精灯的作用是装置后的酒精灯的作用是_。知知2 2练练高炉炼铁过程中不是直接通高炉炼铁过程中不是直接通入入一氧化碳与铁矿石反一氧化碳与铁矿石反应，而是投入铁矿石和焦炭，鼓入高温空气。若高应，而是投入铁矿石和焦炭，鼓入高温空气。若高炉内投入的矿石是磁铁矿（主要成分是炉内投入的矿石是磁铁矿（主要成分是Fe3O4)，请写请写出各步变化的化学方程式：出各步变化的化学方程式： ； ； ； 。CCO2CO+Fe3O4知知3 3导导3知识点知识点生铁和钢生铁和钢【投影展示】【投影展示】生铁和钢的区别生铁和钢的区别类别类别含

13、碳量含碳量% 含杂质含杂质机械性能机械性能 机械加工机械加工生铁生铁24.3多多硬而脆硬而脆可铸不可可铸不可锻锻钢钢0.032少少硬而韧、硬而韧、有弹性有弹性可铸可锻可铸可锻【例例3 3】甘肃武威五中甘肃武威五中3月月考月月考 下列关于钢的说下列关于钢的说 法不正确的是法不正确的是() A钢是一种铁的合金钢是一种铁的合金 B钢的许多性能优于生铁钢的许多性能优于生铁 C钢的含碳量高于生铁钢的含碳量高于生铁 D钢属于金属材料钢属于金属材料点拨：点拨：生铁和钢都是铁的合金，生铁和钢都是铁的合金，A正确；生铁的含碳正确；生铁的含碳量为量为2%4.3%，而钢的含碳量为，而钢的含碳量为0.03%2%，生，

14、生铁的含碳量比钢高，铁的含碳量比钢高，C错误；钢的许多性能比生铁优错误；钢的许多性能比生铁优越，越，B正确。金属和合金都是金属材料，钢是铁的合正确。金属和合金都是金属材料，钢是铁的合金，属于金属材料，金，属于金属材料，D正确。正确。C知知3 3讲讲知知3 3练练 1. 生铁和钢的主要区别在于生铁和钢的主要区别在于（）。）。 A.两者是由两类不同元素组成两者是由两类不同元素组成 B.生铁是混合物，钢是纯净物生铁是混合物，钢是纯净物 C.生铁是合金，钢不是合金生铁是合金，钢不是合金 D.生铁含碳量比钢多，故性能有差异生铁含碳量比钢多，故性能有差异 2. 某炼铁厂月产含铁某炼铁厂月产含铁97%的生铁

15、的生铁23072 t，该厂需储备该厂需储备 含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿原料至少不低于多少吨？的赤铁矿原料至少不低于多少吨？ 6.3 金属矿物与冶炼金属矿物与冶炼一、金属资源的概况一、金属资源的概况1.存在方式：不活泼金属（金、银）以单质形式存在，其余金存在方式：不活泼金属（金、银）以单质形式存在，其余金 属以化合物形式存在。属以化合物形式存在。2.矿石矿石二、铁的冶炼二、铁的冶炼1.实验室炼铁实验室炼铁(1)原理：原理：铁矿石：赤铁矿（铁矿石：赤铁矿（Fe2O3)、磁铁矿（、磁铁矿（Fe3O4)、菱铁矿（、菱铁矿（FeCO3)、黄铁矿（黄铁矿（FeS2)铜矿石：黄铜矿（铜矿石：黄铜矿（CuFeS2)、辉铜矿（、辉铜矿（Cu2S)铝矿石：铝土矿（铝矿石：铝土矿（Al2O3)Fe2O33CO 3CO22Fe高高温温（2）步骤）步骤:查气密性查气密性;装样品；装样品；通通CO;加热加热Fe2O3;停止加停止加 热热;停通停通CO。（3）现象）现象:红色粉末变黑红色粉末变黑;澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊;点燃尾气时产点燃尾气时产 生蓝色火焰。生蓝色火焰。（4）注意）注意:先通先通CO的目的：排出玻璃管内的空气，防止的目的：排出玻璃管内的空气，防止CO与空与空 气混合发生爆炸气混合发生爆炸;实验完后