初中化学金属矿物与金属冶炼+-2024-2025学年九年级化学科粤版下册

第六单元金属和金属材料

九年级下册•科粤版6.3金属矿物与金属冶炼第1课时金属的存在形式和冶炼

第2课时有关杂质问题的计算

目标导航1.知道金属在自然界中的存在形式2.了解常见金属矿物的主要成分3.掌握实验室模拟炼铁4.指导工业炼铁的原理第1课时金属的存在形式和冶炼

新课导入大家知道沙里淘金是怎么回事吗？

由于黄金的化学性质稳定，一般不与其他物质反应，所以它以游离态存在于沙石中，在自然的风化作用下，岩石破碎，最后形成沙子和土，而颗粒状的金沙就埋藏在其中，在流水的冲刷、搬运下，泥沙、金子的颗粒和水一起移动。新课导入

根据沙和金的密度不同，人们把含有金屑的沙粒在水中荡洗，使沙随水流去而金沉在底部，这就是常说的淘金。经过淘洗大量的沙子后，可以得到很少很少的金粒。

想一想，其他常用的金属是从哪里来的？淘洗后的金粒

1.金属元素在自然界的存在形态游离态（单质）：金、银、铂（不活泼）化合态（化合物）：绝大多数金属一、几种金属矿物自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银一、几种金属矿物赤铁矿主要成分Fe2O3磁铁矿主要成分Fe3O4黄铁矿主要成分FeS2一、几种金属矿物孔雀石主要成分Cu2(OH)2CO3赤铜矿主要成分Cu2O铝土矿主要成分Al2O3一、几种金属矿物

不同金属在地壳中的含量是不同的，我们来看一下常见金属在地壳中的质量分数：由图表可知：地壳中含量最高的金属是铝，其次是铁；铝、铁加上钙、钠、钾、镁这6种金属元素，占了地壳总含量的23.14%，其余金属的含量是非常少的。想一想：自然界中的金属矿物是如何变成人们使用的金属产品的呢？一、几种金属矿物我们以产量最大、应用最广的铁为例，学习金属冶炼的基本原理。【观察活动】知道炼铁的原理【实验6-5】利用如图所示的装置，进行一氧化碳与氧化铁反应生成铁的实验。二、钢铁的冶炼二、钢铁的冶炼1.药品：赤铁矿(Fe2O3)，一氧化碳(CO)2.原理：3.实验步骤：（1）验纯，检查装置的气密性（2）先通一氧化碳气体，点燃最后的酒精灯，最后再点燃酒精喷灯。（3）当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通一会儿CO，直至玻璃管冷却。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温二、钢铁的冶炼二、钢铁的冶炼相关化学方程式：Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温Ca(OH)2+CO2===H2O+CaCO32CO+O2===2CO2点燃①②③【思考】1、为什么通入一氧化碳，等片刻后点燃尖嘴管处酒精灯？排尽装置内的空去，防止加热发生爆炸。2、当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通一会儿CO，直至玻璃管冷却，为什么？防止生成的铁重新被氧化；或石灰水倒流，炸裂玻璃管。二、钢铁的冶炼二、钢铁的冶炼

钢铁厂炼铁就是根据上述化学反应原理进行的，采用的主要设备是高炉（如右图所示）。

将铁矿石(主要是赤铁矿）、焦炭和石灰石按一定的比例加入高炉，从炉下部通进热风，使焦炭转变成一氧化碳，并利用它将铁矿石中的铁还原出来。原料进气口二、钢铁的冶炼思考:石灰石的作用是什么？

使有矿石中的脉石（如二氧化硅）转变成炉渣而除去。

实际上，高炉炼得的铁里含有2%~4.3%的碳，以及少量磷和硫，因而是铁的合金—生铁。它硬而脆，不利于加工。

所以，人们还要把生铁放在炼钢炉里，吹进氧气冶炼，使其含碳量降至0.03%~2%，并除去磷、硫等杂质，所得产品称为钢。它硬而韧，有弹性，可锻。二、钢铁的冶炼生铁钢①吹氧冶炼②除磷、硫类别含碳量/%含杂质（硫、磷等）机械性能机械加工生铁钢2~4.30.03~2多少硬而脆硬而韧，有弹性可铸不可锻可铸可锻

早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。中国古代冶铁图我国冶铁行业的发展简史

解放前，我国的钢铁生产发展缓慢，1949年，钢的年产量仅15.8万吨，人均不足0.25kg。新中国成立之后，特别是改革开放以来，钢铁工业飞快发展，近年来年产量都居世界首位，钢材的品种也大大增加。为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票金属冶炼的常用方法

越活泼的金属,越容易与其他物质形成化合物,也就越难从化合物中还原出金属单质。越不活泼的金属,越不容易与其他物质形成化合物,也就越容易从化合物中还原出金属单质。金属活动性由强渐弱根据金属活动性顺序：

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu通电2.一般金属(如ZnFeSnPbCu)

热还原法:Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温3.较稳定金属(如HgAg)

直接加热法:2HgO====2Hg+O2加热4.稳定金属(如PtAu):直接以单质形式存在1.活泼金属(如KCaNaMgAI)：

电解法:2Al2O3====4Al+3O2课堂小结金属矿物与冶炼金属的存在形式铁的冶炼实验室模拟炼铁工业炼铁金属矿物：铁矿、铜矿、铝矿单质：金、银、铂随堂练习1.自然界中以单质形式存在的金属是（）A．金

B．铁C．铝D．铜A2.金属化合物在自然界中大多以矿物形式存在，下列选项中不属于矿物的是（）A．黄铁矿 B．孔雀石 C．赤铜矿 D．碳素钢D随堂练习3.某同学用如图装置进行CO与Fe2O3的反应。下列说法错误的是（）A．加热前应先通入一段时间的CO以

排尽装置内的空气

B．溶液X是NaOH溶液，可吸收尾气

C．溶液X是Ca（OH）2溶液以检验产生的CO2气体

D．反应后的固体可能是Fe和Fe2O3的混合物，无法通过加入盐酸并过

滤的方法分离得到FeB随堂练习4.用CO还原氧化铁的实验中，下列操作错误的是（）A．先通CO对氧化铁加热

B．可用石灰水来验证产生的气体

C．暗红色固体全变成黑色后，先停止通CO后停止加热D．可用酒精灯的火焰烧掉反应剩余的COC随堂练习5.下列关于实验室模拟工业炼铁的过程说法错误的是（）A．实验前要检查装置气密性

B．实验开始要先通一段时间一氧化碳再加热

C．实验结束后要先停止一氧化碳再停止加热

D．实验过程要注意尾气处理C目标导航会用化学方程式解决含杂质的相关计算第2课时有关杂质问题的计算

赤铁矿主要成分Fe2O3磁铁矿主要成分Fe3O4黄铁矿主要成分FeS2新课导入写出下列矿石主要成分的化学式：有关杂质问题的计算例题：用1000t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吨？分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：方法1：根据铁元素质量守恒：1000t×80%×70%÷96%=583.3t有关杂质问题的计算例题：用1000t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吨？分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。1602×561000t×80％96%×xx=583.3t答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3t。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温方法2：根据化学方程式有关杂质问题的计算2.[2023•眉山]磁铁矿石(主要成分为Fe3O4)是常用的炼铁原料，工业上可通过如下反应：Fe3O4＋4CO=====3Fe＋4CO2将其中的Fe3O4转化为Fe。(1)Fe3O4中铁、氧的微观粒子数之比为________。3:4有关杂质问题的计算2.磁铁矿石(主要成分为Fe3O4)是常用的炼铁原料，工业上可通过如下反应：Fe3O4＋4CO=====3Fe＋4CO2将其中的Fe3O4转化为Fe。(2)假设炼铁过程中铁没有损耗,用含348tFe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少(写出计算过程)？课堂小结【思维点拨】进行含杂质物质的化学反应的计算时，先要将不纯物质的质量换算为纯净物的质量，然后代入化学方程式进行计算。随堂练习1.用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石炼得的生铁中，含铁多少吨？【分析与解】2000t含氧化铁80%的赤铁矿石中含有Fe2O3的质量为2000t×80%＝1600t。解：设炼得的生铁中含铁的质量为x。3CO＋Fe