人教版九年级化学下册 金属资源的利用和保护 教学课件(第1课时)

第八章金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第1课时

CONTENTS01.课堂导入02.新课讲授03.课堂小结04.典型例题目录课堂导入如图1表示金属活动性顺序表中铜、铁和铝被人类大规模开发、利用的大致年限。提疑：为什么铜的开发使用比铁和铝早数千年？金属被大规模开发、利用主要和金属的哪些性质和特点有关？钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在，而是以化合物形式存在于各种矿物之中？金属在自然界中的存在形式自然界中以单质形式存在的金自然界中以单质形式存在的银新课讲授

地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。金属在自然界中的存在形式磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)菱铁矿（FeCO3）常见矿石及主要成分黄铜矿（主要成分是CuFeS2）辉铜矿（主要成分是Cu2S）铝土矿（主要成分是Al2O3）常见矿石及主要成分赤铁矿（主要成分是Fe2O3)在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成矿石。思考：矿石是如何变成金属的？猜测一下：我国古代利用金属单质的顺序是怎样的？为什么会这样？为什么又称作金属？二、一氧化碳还原氧化铁早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。二、一氧化碳还原氧化铁铁架台、硬质玻璃管、橡皮塞、酒精灯、试管、酒精喷灯、导气管氧化铁粉末、一氧化碳、澄清的石灰水3、装置：CO氧化铁石灰水1、仪器：2、药品：二、一氧化碳还原氧化铁4、步骤①检查装置气密性；②装入样品并固定；③向玻璃管内通入CO气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入CO。二、一氧化碳还原氧化铁5、现象(及方程式的解释)①玻璃管里红色粉末逐渐变成黑色；②澄清石灰水变浑浊；③点燃尾气时，产生蓝色火焰。CO2+Ca(OH)2

CaCO3↓+H2OFe2O3+3CO

2Fe+3CO2高温2CO+O2

2CO2点燃二、一氧化碳还原氧化铁6、尾气处理思考：1、酒精灯的作用？点燃尾气，防治污染空气。思考：2、你能否想到一个更好的处理方法？尾气管出口通至酒精喷灯火焰处二、一氧化碳还原氧化铁讨论1.先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？先通后点的原因是排净空气，防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。2.先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？防止被还原出的铁在较高的温度下重新被氧化二、一氧化碳还原氧化铁上海宝山钢铁公司炼铁高炉三、铁的冶炼1.原料：2.原理：在高温下，利用_______与_______反应生成的________把铁从铁矿石中还原出来。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温石灰石、空气化学方程式：铁矿石、焦炭、焦炭氧气一氧化碳黄铁矿FeS2赤铁矿Fe2O3菱铁矿FeCO3磁铁矿Fe3O4含铁量70%48.27%46.67%72.41%三、铁的冶炼高炉3、设备：高炉炼铁图：三、铁的冶炼4、炼铁时各物质的作用石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。三、铁的冶炼5、炉内主要反应CO2+C=2CO高温3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2高温C+O2==CO2点燃CaO+SiO2==CaSiO3高温CaCO3==CaO+CO2高温提供热量提供还原剂造渣，除去二氧化硅三、铁的冶炼注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量，即必须把含杂质的物质换算成纯净物。1、纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数2、不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数四、含杂质的化学反应计算例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？解：1001t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×80%=800t高温Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO22×56800tx1602×56800tx=x=2×56×800t160=560t折合为含铁96%的生铁质量为560t÷96%=583t答：理论上可炼出含铁96%的生铁583吨四、含杂质的化学反应计算铁的冶炼一、金属在自解界的存在有单质和化合物两种状态二、一氧化碳还原氧化铁高温Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2三、铁的冶炼四、含杂质的化学反应计算原理是高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来课堂小结1·工业炼铁的主要原料中，正确的一组是()①铁矿石；②焦炭；③一氧化碳；④石灰石；⑤空气A．①②⑤B．①②④⑤C．①③④⑤D．②③④2·工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是()A．COB．Fe2O3

C．CO2D．FeDB典型例题3、在一定条件下，一氧化碳、木炭都能与氧化铜发生反应，下列叙述正确的是()A．反应产生的气体都有毒B．反应中都有红色固体生成C．反应类型都是置换反应D．反应的生成物不同4、某化学兴趣小组用以装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（

）A．盛装药品前应先检查装置气密性

B．加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊

C．已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为a→b→c→d D．这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳BC典型例题3·钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志，如图是模拟炼铁的实验装置图．（1）写出冶炼生铁的化学方程式

。（2）实验中玻璃管内发生的现象是

。（3）请写出一种证明产物中含有铁粉的方法

。（4）此装置有不完善的地方，请写出其中一种改进的方法

。红色粉末变为黑色取少量产物加入装有稀盐酸或稀硫酸的试管中，有气泡产生则是铁粉将导管出口处气体点燃高温Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2典型例题感谢各位的聆听第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第1课时

学习目标1.列举常见金属如铁、铝、铜等的矿物,能说出炼铁的原料和冶炼原理。2.会根据化学方程式进行反应物或生成物中含杂质的有关计算。学习重难点炼铁原理以及有关杂质的计算。金属材料的使用,标志着人类的进步和发展。我国古代劳动人民在商代就能制造出青铜器,春秋战国时期就会冶铁炼钢。你知道如何才能把金属矿物中的金属冶炼出来吗?今天我们就一起来学习铁的冶炼。探究问题一:铁的冶炼1.实验室炼铁:(1)在实验室可用下图所示实验来炼铁。(装置图包括三个部分:还原氧化铁、验证生成物和除去尾气)(2)实验步骤:①检验装置的气密性;②装入药品并固定;③向玻璃管内通入一氧化碳气体;④给氧化铁加热;⑤停止加热;⑥停止通入一氧化碳。(3)实验原理:

。

(4)实验现象:红色的氧化铁粉末逐渐变成

色,生成的气体能使澄清的石灰水变

,尾气点燃产生

火焰。

黑浑浊蓝色3CO+Fe2O32Fe+3CO2(5)实验问题讨论:①为什么实验前要先通入一氧化碳,后加热?先通入CO一段时间是为了排尽玻璃管内的空气,防止加热时发生爆炸。②实验结束后,先停止加热,还是先停止通入CO,为什么?可燃性、还原性、氧化性、毒性、酸碱性、金属活动性、稳定性等。③装置中右边的酒精灯起什么作用?除去未反应完的CO,以防CO逸出污染空气。2.工业炼铁:(1)炼铁的基本原理:

;

。化学反应原理的通式是

。

(2)炼铁的原料是

、

、

和空气;主要设备是高炉。

(3)原料中焦炭的主要作用是提供

和还原剂

;石灰石的主要作用是

;工业炼铁的产物是

而不是纯铁。

在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来铁矿石焦炭石灰石能量一氧化碳除去矿石中的二氧化硅生铁yCO+FexOyxFe+yCO2探究问题二:根据化学方程式计算(含杂质)1.化学方程式中反应物和生成物间各物质的质量比都是纯净物间的质量比,而不表示不纯物质间的质量比。所以计算时必须先换算成纯净物,才能代入化学方程式进行计算。2.请根据以上提示和课本P17“例题”的解题格式,完成课本P21的第5、6题。3.把你的解题思路或解题方法与小组同学相互展示,讨论和指出其中的错误以及错误的原因。★学习小结1.工业上铁矿石(以赤铁矿为例)在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来,铁矿石冶炼铁的原理:3