第八单元课题3第1课时金属资源的利用和保护【知识精研】九年级化学人教版（2024）下册

建设中金属铁的高铁获取HighspeedrailwayconstructionAcquisitionofmetalmaterials50Kg/m我国铁路目前主要用重轨10t左右一个高铁车厢使用的铝合金10t左右高速列车每公里轨道铁铝铜钢材生产需要考虑的因素工艺安全产品质量产量生产原料1.金属在自然界存在的形式金可以从河沙里淘出，这说明金是以化合物形式存在还是以单质形式存在呢？为什么呢？单质，金的化学性质稳定学习任务1:挑选铁矿石探寻金属在自然界的存在形式活动1zzzzzzzzzzzzzz自然界单质金Auzzzzzzzzzzzzzz自然界单质银Agzzzzzzzzzzzzzz自然界单质铂Pt单质大多数较活泼的金属（如铁、锌、钠和钙等）金属化合物在自然界以矿物质形式存在矿石zzzzzzzzzzzzzz铝土矿主要成分是Al2O3zzzzzzzzzzzzzz赤铜矿主要成分是Cu2Ozzzzzzzzzzzzzz金红石主要成分是Cu2Ozzzzzzzzzzzzzz软锰矿主要成分是MnO2化合物挑选铁矿石活动2zzzzzzzzzzzzzz含铁量70%主要成分Fe2O3赤铁矿zzzzzzzzzzzzzz菱铁矿含铁量48.3%主要成分FeCO3zzzzzzzzzzzzzz含铁量46.7%主要成分FeS2黄铁矿zzzzzzzzzzzzzz磁铁矿含铁量72.4%主要成分Fe3O4矿物矿石如何变成金属？H2Fe2O3Fe3O4化合物单质Fe还原剂失去氧元素（还原反应）CCO淳元素原创

盗版必究《天工开物》中记载凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭”（“土”为铁矿石）揭秘工业炼铁走进炼铁厂活动3zzzzzzzzzzzzzz揭秘工业炼铁走进炼铁厂活动3zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz工业炼铁的原料焦炭铁矿石石灰石空气工业炼铁原理高炉zzzzzzzzzzzzzz焦炭的作用生成CO，提供热量石灰石的作用将矿石中SiO2转化为炉渣工业炼铁得到产品生铁工业炼铁设备Fe2O3+COFe+CO2高温高炉气体高炉气体进风口热空气：N2、O2出渣口出铁口进风口工业炼铁上中下一氧化碳还原氧化铁实验实验装置实验现象化学原理Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2①红棕色的物质变为黑色；②澄清的石灰水变浑浊；③尾气燃烧并产生蓝色火焰。一氧化碳还原氧化铁实验思考与交流1．实验开始前，为什么要先通入CO气体再加热？2．实验结束后前，为什么要停止加热再停止通入CO？排尽玻璃管内的空气，以免加热时玻璃管内CO与空气混合发生爆炸。防止新生成的铁粉被氧化；防止液体倒吸，使玻璃管炸裂。思考与交流3.CO有毒，如何进行尾气处理？尾气中的CO要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气收集法燃烧法4.如何检验一氧化碳还原氧化铁生成物是铁呢？（1）用磁铁吸引；（2）加入足量的稀盐酸，若黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色，则黑色粉末为铁。思考与交流原料：铁矿石产品：生铁在实际生产时，所用的原料或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。化工生产中的物料计算学习任务3：揭秘工业炼铁含杂质计算活动4zzzzzzzzzzzzzz我帮炼铁厂解决实际问题用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨?铁矿石与氧化铁，铁与生铁之间有什么的关系？铁矿石Fe2O3生铁Fe物质的纯度=×100%

不纯物的总质量纯净物的质量zzzzzzzzzzzzzz解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温1601161000t×80％

x·96%

1601161000t×80％

x·96%=

x=583t答：理论上可以炼出含铁96％的生铁583吨。

混合物化合物（纯净物）

单

质（纯净物）

合

金（混合物）【例题】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨？1000t×80％=800tFe2O3＋3CO2Fe＋3CO21602×56800txx=560t解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为设：800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。赤铁矿(主要成分是Fe2O3)折合为含铁96％的生铁的质量为：560t÷96％=583t答：1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583t。高温1602×56=800tx例：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：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。1602×561000t×80％

x·96%

x=2×56×1000t×80％160×96%

=583t答：理论上可以炼出含铁96％的生铁583吨。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温1602×561000t×80％

x·96%=某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：（1）该3000t生铁中含纯铁多少吨？（2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）x≈4790t（2）设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。解：（1）生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850tFe2O3

+3CO

2Fe+3CO2160112x·85%2850t

高温160x·85%=1122850t答：（1）该3000t生铁中含纯铁2850t。

（2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。1.某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少t？淳元素原创

盗版必究设：800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO21602×56x=2714t1602×56=3900tx·98%高温5000t×76％

x·98%2.冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4的赤铁矿石多少t？淳元素原创

盗版必究x≈2974t（2）设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。解：（1）生铁中含纯铁：2000t×(1－3%)=1940tFe3O4+4CO3Fe+4CO2232168x·90%1940t

高温232x·90%=1681940t答：（1）该3000t生铁中含纯铁1940t。

（2）该炼钢厂每天需含Fe3O4质量分数为90%的赤铁矿石为2974t。课堂小结当堂训练1.[新素材]2021年3月中旬，天问一号着陆巡视器搭载着祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部。火星土壤中含量最高的金属元素为铁元素，主要以氧化铁形式存在，因此火星土壤呈现红色。地球工业中常利用赤铁矿(主要含有氧化铁)来炼铁，下列说法中正确的是() A.地球的地壳中含量最高的金属元素也是铁元素 B.高炉炼铁得到的产品是纯铁 C.炼铁过程中，氧化铁体现出了还原性D.高炉炼铁时加入的石灰石可将杂质二氧化硅转化为炉渣D当堂训练2.小明笔记中有一处错误,你认为是图中的哪一处(

)A.a处 B.b处 C.c处 D.d处B当堂训练3.利用如图所示实验装置进行CO还原氧化铁的实验,下列说法正确的是(

)A.氧化铁发生了氧化反应B.充分加热,a处固体由黑色变为红色C.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2D.实验结束时,先停止通CO,再停止加热C当堂训练A．该实验不需要增加尾气处理装置B．该实验应先通入一段时间的CO后再加热C．NaOH溶液可以检验气体产物D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁B4.钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说法正确的是（）当堂训练5.（2021•绵阳中考）我国高铁建设走在世界前列，修建高铁需要大量铁矿石来炼铁，进而炼钢。（1）下列三种铁矿石的主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeCO3中，含铁量最高的是

。高炉炼铁需要的原料有铁矿石、焦炭、

和石灰石。Fe3O4空气（2）要炼出含铁96%的生铁1000t，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？若高炉气体不加处理，理论上会向大气中排放CO2多少吨（计算结果保留整数）？x≈1714t设需要赤铁矿石的质量为x，产生CO2的质量为y。解：Fe2O3

+

3CO

2Fe

+

3CO2112132x×80%1000t×96%y答：至少需要含氧化铁80%的赤铁矿1714t，理论上会向大气中排放CO2的质量为1131t。高温y≈1131t160112x×80%1000t×96%=1121321000t×96%y=体验中考（2022•晋中）大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是（）A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） B．炉甘石（主要成分是ZnCO3）C．铝土矿（主要成分是Al2O3） D．赤铜矿（主要成分是Cu2O）A体验中考(2022•绍兴）春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3）发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。下列说法正确的是（）A．海绵铁是一种纯净物 B．Fe2O3中铁元素的化合价为+3价 C．上述反应中涉及的氧化物只有2种 D．炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用B体验中考（2022•福建）我国古代常用灰吹法炼银（如图），其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是（）A．银是活泼金属B．银铅块属于混合物 C．PbO中Pb的化合价为+2 D．灰吹法炼银过程含有化学变化A①赤铁矿__________，②磁铁矿__________，③菱铁矿__________，④铝土矿__________。其中主要成分是氧化物的是___________（填序号）。Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3①②④典例1写出下列矿石的主要成分