2024秋初中化学九年级下册人教版上课课件 第八单元 课题3 第1课时 金属矿物 铁的冶炼

第1课时金属矿物铁的冶炼R·九年级化学下册课题3金属资源的利用和保护第八单元金属和金属材料课前自学准备课标要求1234学习目标了解铁的冶炼。知道常见金属：铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。会利用化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。有关炼铁的杂质问题计算。3.工业炼铁：（1）设备：

，（2）原

料：

，（3）原理：________________________________________。2.CO还原Fe2O3：（1）现象

，

；（2）化学方程式为

。1.地球上的金属资源除

等有单质形式存

在外，其余都以化合物形式存在。金、银红棕色粉末变黑澄清的石灰水变浑浊高炉赤铁矿石、焦炭、石灰石温的条件下，用CO从铁的氧化物中把铁还原出来在高课前自学准备预习检测人类社会离不开金属。课堂教学展示新课导入这些金属材料可以直接获得吗？地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属（如金、银）等以单质形式存在外，其余金属都以化合物形式存在。知识点1金属矿物自然界中以单质形式存在的银自然界中以单质形式存在的金课堂教学展示课堂探究常见的金属矿石——铁矿石赤铁矿_________磁铁矿_________黄铁矿_________菱铁矿_________Fe2O3Fe3O4FeS2FeCO3常见的金属矿石——铜矿石赤铜矿_________黄铜矿_________辉铜矿_________孔雀石______________________Cu2OCuFeS2Cu2SCu2(CO3)-(OH)2常见的金属矿石——其他矿石铝土矿_________软锰矿_________金红石_________你知道自然界中含量最大的金属是什么吗？Al2O3MnO2TiO2地球上金属资源很丰富，我国矿物储量种类齐全。在所有金属中，含量最丰富的是铝，而提炼量最大的是铁。部分金属在地壳中的含量元素名称铝铁钙钠钾质量分数%7.734.753.452.742.47元素名称镁锌铜银金质量分数%2.000.0080.0070.000010.0000005你能从经济效益和环境保护两个角度分析，常见的铁矿石中最不适合用来炼铁的是哪一种吗？赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4黄铁矿FeS2菱铁矿FeCO3经济效益角度：含铁量要高，即比较四种矿石中铁元素的质量分数的大小。思考赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4黄铁矿FeS2菱铁矿FeCO3铁矿石主要成分含铁量赤铁矿Fe2O370%磁铁矿Fe3O472%菱铁矿FeS248%黄铁矿FeCO347%以上四种矿石中，哪几种铁矿石更适合炼铁？√√赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4黄铁矿FeS2菱铁矿FeCO3环境保护角度：要求不污染环境，而黄铁矿中含有硫元素，可能会生成_______，污染空气。SO2黄铁矿含铁量低，且冶炼过程中会产生二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿最不适合用来炼铁。归纳冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则：1.所需提炼金属的含量高；2.矿石在冶炼过程中对环境污染小；3.冶炼过程尽可能简便。《天工开物》中记载了我国古代炼铁的技术古代炼铁【点击图片播放视频：复原《天工开物》古法炼铁技艺】知识点2铁的冶炼我国块炼铁始于春秋时代，在掌握块炼铁技术的不久，就炼出了含碳2%以上的液态生铁，并用以铸成工具。战国初期，我国已掌握了脱碳、热处理技术方法，发明了韧性铸铁。战国后期，又发明了可重复使用的“铁范”（用铁制成的铸造金属器物的空腹器）。西汉时期，出现坩埚炼铁法。同时，炼铁竖炉的规模进一步扩大。古代炼铁现代炼铁工厂点击播放1.冶炼的原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石2.冶铁的设备：高炉3.产品：生铁(以铁水的形式)工业冶炼铁是一个复杂的过程提供还原剂CO，提供热量将矿石中的二氧化硅转变为炉渣CaCO3====CaO+CO2↑高温CaO+SiO2====CaSiO3高温4.工业炼铁的原理：在高温下，利用______与______反应生成的____________把铁从铁矿石中还原出来。焦炭氧气一氧化碳C+O2====CO2高温C+CO2====2CO高温Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2高温点击播放以赤铁矿炼铁为例，其主要原理是一氧化碳与氧化铁反应，请写出该反应的化学方程式。Fe2O3+3CO======2Fe+3CO2高温回忆一氧化碳还原氧化铜的实验，试着设计实验室内可行的装置及步骤。实验原理：【实验】一氧化碳还原氧化铁实验装置：实验步骤：①检查装置气密性；②装入样品并固定；③点燃尾部酒精灯；④向玻璃管内通入CO气体；⑤给氧化铁加热；⑥停止加热；⑦停止通入一氧化碳；⑧熄灭尾部酒精灯。为什么要先通CO再加热？⑥和⑦是否能调整顺序？点击播放实验现象：①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。2CO+O2====2CO2点燃3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2高温CO2+Ca(OH)2

===CaCO3↓+H2O排出实验装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，发生爆炸。1.实验开始时为什么要先通入一会CO？将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳；红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。2.如何验证反应中生成了什么物质？处理尾气中多余的CO，防止污染空气。3.装置中右边的酒精灯起什么作用？4.实验完毕后为什么要继续通入CO直至玻璃管冷却？一是防止生成的铁粉在高温下再被氧化，二是防止试管中的液体倒吸入玻璃管使其炸裂。例下列有关高炉炼铁的说法正确的一组是（）①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳②高炉中焦炭的作用是供热③高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：④高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④√√×√D课堂教学展示典例剖析在实际生产中，所用的原料或所得的产物一般都含有杂质。在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。知识点3有关含杂质问题的计算【例题】用1000

t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少（计算结果保留一位小数）？【分析】题目中共出现三个数据，但都不是纯量，这三个数据间的关系为：赤铁矿石1000t1000t×80%化学方程式计算出纯铁质量纯铁质量÷96%化学方程式所表示的是纯净物之间发生的化学反应，各化学式所表示的化学量是纯净物之间的质量关系。Fe2O3Fe生铁当参加反应的物质含有杂质时，首先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量。【解】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t×80%=800t160 2×56800t

x160 800t 2×56x=x=560

t折合为含铁96%的生铁的质量为：560t÷96%=583.3t答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是583.3t。设：800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。Fe2O3+3CO

高温

2Fe+3CO2归纳某钢铁厂采用赤铁矿炼铁。若该厂日产含铁1.4×104t的生铁，至少需要含Fe2O3

80%的赤铁矿的质量是多少？课堂教学展示典例剖析160 2×5680%x

1.4×104t160 80%x

2×561.4×104t=x=2.5×104

t答：至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量是2.5×104t。解：设至少需要赤铁矿的质量为x。Fe2O3+3CO

高温

2Fe+3CO2还可以用元素守恒法解答。元素守恒法依据：由于反应前后元素种类和质量不变，故铁矿石中铁元素质量==生铁中的铁元素质量。赤铁矿Fe2O3Fe1.4×104t思路：金属材料：不活泼金属（金、银等）以单质形式存在，其余金属以化合物形式存在。课堂教学展示课堂小结铁的冶炼：原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石设备：高炉产品：生铁（铁合金、混合物）有关杂质问题的计算:

根据化学方程式计算时，要把含杂质的质量换算成纯物质的质量。1.写出下列矿石主要成分的化学式。（1）赤铁矿：

；（2）磁铁矿：

；（3）菱铁矿：

；（4）铝土矿：