初中化学金属矿物与金属冶炼同步课件-2024-2025学年九年级化学科粤版（2024）下册

1.知道常见金属矿物的主要成分；2.掌握实验室模拟炼铁的实验原理，操作及注意事项，能描述实验现象并正确书写相关的化学方程式；3.知道工业炼铁的原理：原料、设备及产品；4.能根据化学方程式对某些含有杂质的反应物或生成物进行计算。航母，卫星，火箭，高铁等的铸造对金属需求量极大，这么多金属来源哪里？是如何提炼出来的？金属在自然界中的存在形式极少数不活泼的金属（如银、铂、金等）单质自然界单质银Ag自然界单质铂Pt自然界单质金Au大多数较活泼的金属（如铁、铝等）化合物金属化合物在自然界以矿物质形式存在，称为矿石金属化合物矿物矿石自然界中的存在形式含矿物的岩石常见金属在地壳中的质量分数

由此可见：铝和铁的含量最多，加上钙、钠、钾、镁一共6种金属元素，占了地壳总质量的23.14%,其余众多金属元素在地壳中的储存量是很少的。例如铜，仅占十万分之七，金就更少了，仅占十亿分之五。常见金属元素在地壳中所占的质量分数元素名称铝铁钙钠钾镁其余60余种金属元素质量分数/%7.734.753.452.742.472.00<1

一、几种金属矿物赤铁矿（主要成分是Fe2O3）磁铁矿（主要成分是Fe3O4）软锰矿（主要成分是MnO2）铝土矿（主要成分是Al2O3）赤铜矿（主要成分是Cu2O）金红石（主要成分是TiO2）想一想：铁是如何从矿石中冶炼出来的？如何转化呢？讨论与交流

二、钢铁的冶炼视频：一氧化碳还原氧化铁进行课本17页的实验，实验过程中注意安全（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。观察与思考实验药品实验仪器实验装置一氧化碳还原氧化铁实验氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体铁架台（2套）、硬质玻璃管、单孔橡皮塞（2个）、酒精喷灯、酒精灯、试管、双孔橡皮塞、导气管若干检查装置气密性装药品，固定仪器通入CO气体验纯后点燃酒精灯熄灭酒精灯冷却后停止通CO反应结束后熄灭酒精喷灯点燃酒精喷灯实验步骤实验现象实验结论氧化铁在高温下被CO还原成单质铁，同时产生CO2。现象化学方程式红棕色粉末变成_______澄清的石灰水_________CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O黑色变浑浊Fe2O3+3CO2Fe+3CO2为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3?排尽装置内的空气，防止加热发生爆炸2.为什么要先停止加热，待物质冷却后再停止通CO？石灰水倒吸使硬质玻璃管破裂防止铁粉再次被氧化3.尾气处理：方法____________目的：________________点燃或收集防止CO污染空气你如何验证得到的是铁粉？（1）用磁铁吸。若黑色粉末能被吸引，则证明是铁。（2）取少量黑色粉末加入稀盐酸。

若有气泡产生，溶液变成浅绿色，则证明是铁。（3）取少量黑色粉末加入硫酸铜溶液。若有红色物质析出，则证明是铁。工业炼铁炼铁高炉原料焦炭的作用：提供热量和还原剂CO原理石灰石的作用：将铁矿石中的SiO2转化为炉渣CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高温N2、CO2、CO产品：生铁高温Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2高炉炼铁的产物：生铁含有2%~4.3%的碳及少量磷和硫的铁合金硬而脆，不利于加工高炉炼铁和实验室炼铁有什么区别？其产物是纯铁吗？可经过吹氧冶炼等工序生产钢，含碳量降至0.03%~2%的铁合金生铁炼钢将生铁放在炼钢炉里，吹进氧气进行冶炼，降低其含碳量并除去硫、磷等杂质，从而得到钢。类别生铁钢含碳量2%~4%0.03%~2%含杂质（硫、磷等）多少机械性能硬而脆，不利于加工，可铸不可锻硬而韧、有弹性，可铸可锻共性都是铁的合金古代炼铁现代炼铁高炉

在实际生产中,炼铁利用的并不是纯净的氧化铁或四氧化三铁,得到的也往往是含有一定量碳的生铁。那么要计算冶炼一定量的生铁需要矿石的量或者计算一定量的矿石可以冶炼出多少生铁,该如何进行呢?

化学方程式中的任何一种物质都是纯净物,涉及含杂质的物质时,要将含杂质的物质转化为纯净物再代入化学方程式进行计算。有关杂质问题的计算的故事纯净物的质量＝

不纯物质的总质量×纯度纯度＝×100%纯净物的质量不纯物质的总质量在实际生产中，所用的原料或产物般都含有杂质。在计算中应该考虑杂质问题。例1：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨?解：1000t赤铁矿石含氧化铁的质量为1000t×80%=800t设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温160112800tx160112=800txx=560t

含铁96%的生铁质量为:

560t÷96%=583t答：理论上可以炼出含铁96%的生铁583t解法一解：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温1601121000t×80%96%x160112=800t96%xx=583t答：理论上可以炼出含铁96%的生铁583t解法二1.如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是（

）A．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸B．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应C．实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉