2025年春新科粤版化学九年级下册课件 第六单元 金属和金属材料 6.3 金属矿物与冶炼

6.3金属矿物与金属冶炼科粤版·九年级化学下册铜(铜鼎，商代，距今3000多年)铁(铁犁，西汉，距今2000多年)铝(铝锅，20世纪)人类大量冶炼几种常见金属的年代，如图所示。课堂教学展示新课导入点击图片播放视频铜(铜鼎，商代，距今3000多年)铁(铁犁，西汉，距今2000多年)铝(铝锅，20世纪)1.为什么铜、铁、铝大量冶炼的年代差距如此之大？2.为什么到目前为止，铁仍是世界上产量最大、应用最广的金属？人类社会离不开金属。这些金属是从哪里来的呢？地壳中天然存在的矿物课堂教学展示课堂探究少数很不活泼的金属(如金、铂、银)能以单质形态存在。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知识点1几种金属矿物绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物中的。通过金属冶炼，人们可将矿物中的金属化合物转化为金属单质。地壳中含量居前三位的金属元素：铝、铁、钙。铁在地壳中含量丰富，冶炼过程较为简单，具有优良的物理性能，生产加工较容易，因此到目前为止，铁仍是世界上产量最大、应用最广的金属。共占23.14%如铜仅占十万分之七观察并学习以下金属矿物的相关知识。调查与交流>>>赤铁矿(Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)黄铁矿(FeS2)孔雀石[Cu2(OH)2(CO3)]赤铜矿(Cu2O)铝土矿(Al2O3·nH2O)其他的金属矿石菱铁矿_________FeCO3CuFeS2黄铜矿_________辉铜矿_________Cu2S金红石_________TiO2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。一般采用含铁量高的赤铁矿来炼铁。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。矿石是怎样变成金属的？把金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。知识点2钢铁的冶炼目的：知道炼铁的原理【实验6-6】利用如图所示的装置，进行氧化铁与一氧化碳反应生成铁的实验。实验装置：观察活动>>>检验生成的二氧化碳尾气处理：燃烧掉剩余的CO实验步骤：1.往耐高温的硬质玻璃管中装入少量氧化铁粉末；2.通入一氧化碳，等片刻后点燃尖嘴管处酒精灯；3.用酒精喷灯对着硬质玻璃管放氧化铁处加热；4.当反应结束后，停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至硬质玻璃管冷却。为什么？为什么？点击播放实验现象：Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温硬质玻璃管中红棕色粉末逐渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧并产生蓝色火焰。说明反应生成物有：Fe和CO2反应的化学方程式是：2CO+O2====2CO2点燃CO2+Ca(OH)2===Ca2CO3↓+H2O思考1.为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？排出装置内的空气，以免加热时因混有空气而发生爆炸。2.实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？①防止氧化铁还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化；②防止石灰水倒吸使玻璃管炸裂。3.将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？将尾气中多余的CO燃烧掉，防止有毒的CO污染空气。工业炼铁1.原理：在高温条件下，利用高炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。2.主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气

3.主要设备：工业炼铁的主要设备是高炉原料主要反应提供铁元素把铁矿石中不能被利用的矿物(如二氧化硅)转变成滤渣而除去提供还原剂CO提供能量提供反应所需的氧气4.反应过程：（1）焦炭与过量空气高温反应生成二氧化碳；

（2）二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧

化碳；（3）一氧化碳与赤铁矿石高温反应。

C＋O2

CO2

高温

CO2＋C

2CO高温

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2高温5.产物：（1）生铁；（2）高炉煤气：CO、CO2、N2、大量灰尘等；（3）炉渣：主要是CaSiO3

。

主要含铁，除此之外还含有2%~4.3%的碳，以及少量的硫和磷等生铁硬而脆，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%，并除去硫、磷等杂质，所得产品称为钢。炼钢生铁和钢的区别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点击播放点击播放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，炼铁竖炉规模进一步扩大。古代炼铁《天工开物》中“生熟炼铁炉”

1949年前，我国的钢铁生产发展缓慢，1949年，钢的年产量仅15.8万吨。1949年后，特别是改革开放以来，钢铁工业飞快发展，近年来年产量均居世界首位，钢材的品种也大大增加。中国钢铁年产量数据年产量/百万吨港珠澳大桥“中国结·三地同心”主题斜拉索塔位于广东省珠江口伶仃洋海域内的港珠澳大桥，连接香港、珠海和澳门，是目前世界上最大的钢结构桥梁。港珠澳大桥于2009年12月动工建设，2018年10月开通运营，仅主梁钢板用量就达到了42吨。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

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2高温2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑高温

例根据化学方程式计算步骤求出：2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁95%的生铁的质量。解析：在实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质。再计算用料和产量时，应考虑杂质的问题知识点3含杂质物质的化学方程式的计算纯物质的质量＝不纯物质的质量×纯物质的质量分数解：2000t赤铁矿中含氧化铁的质量为：2000t×80%=1600t160 2×561600t

x160 1600t 2×56x=x=1120

t折合为含铁95%的生铁的质量为：1120t÷95%≈1179t答：2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁95%的生铁1179t。设1600t氧化铁理论上炼得铁的质量为x。Fe2O3+3CO

高温

2Fe+3CO2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。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：课堂教学展示课堂小结金属矿物与金属冶炼金属矿物钢铁的冶炼存在、种类、分布原理、原料、设备生铁和钢含杂质物质的计算1.实验室里用如图所示装置还原氧化铁，课后反馈总结课堂练习关于该实验下列说法错误的是（）A.玻璃管中发生的反应属于置换反应B.该实验说明了一氧化碳既可以燃烧又有还原性C.实验观察到的现象为红棕色固体变黑，澄清石灰水变浑浊D.实验时，先通入纯净的一氧化碳，再点燃酒精喷灯给玻璃管加热A2.写出下列矿物的主要成分的化学式.

赤铁矿________，磁铁矿__________，

孔雀石_________________.3.有下列金属元素：镁、铁、钾、铝、钠，在地壳中含量占第一位的是_____，占第二位的是________.Fe3O4Fe2O3Cu2(OH)2CO3铝铁4.某炼铁厂每天需消耗5000t含76%Fe2O3的赤铁矿石，理论上可生产含Fe98%的生铁多少吨？解：Fe2O3质量为5000t×76%＝3800t160 2×563800t

98%·x160 3800t 2×5698%·x=x