化学九年级下册(配粤科版) 课件 6.3　金属矿物与金属冶炼

6.3金属矿物与金属冶炼一、金属与金属矿物1.金属在自然界中的存在状态除了少数很不活泼的金属,如

、

、银能以单质形态存在,绝大多数金属都是以

形态存在于矿物中。

2.常见金属元素在地壳中的含量最多的是

,其次是

。

3.常见的金属矿物(1)常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分

)、磁铁矿(主要成分

)、黄铁矿(主要成分

)。

金铂化合物铝铁Fe2O3Fe3O4FeS2(2)常见的铝矿石有铝土矿,其主要成分为

。

(3)常见的铜矿石有孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]、赤铜矿(主要成分

)。

二、铁的冶炼1.一氧化碳还原氧化铁实验(1)实验装置(如图)(2)实验步骤①连接仪器,检查装置气密性;②装入试剂并固定;③

;

④先点燃酒精灯,后点燃酒精喷灯,酒精喷灯给氧化铁加热(酒精喷灯的温度比酒精灯的温度要高,因此该反应的条件是

);

⑤停止加热,

直至装置冷却至室温。

Al2O3·nH2OCu2O通入一氧化碳高温继续通入一氧化碳(3)现象:

色氧化铁粉末变为

色,澄清石灰水

,导管末端有

色火焰产生。

(4)化学方程式硬质玻璃管中反应的化学方程式:

。试管中澄清石灰水变浑浊的原因:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。

产生蓝色火焰的化学方程式:

。

(5)尾气处理:产生的尾气中含有CO,直接排放会污染空气,应用燃烧或气球收集的方法处理。2.工业炼铁(1)主要设备:

。

(2)原料:

、

、石灰石、热空气等。

红棕黑变浑浊蓝高炉铁矿石焦炭铁矿石铁2%～4.3%0.03%～2%硬而脆2.计算步骤(1)将样品的质量换算成纯物质的质量。(2)将纯物质的质量代入化学方程式进行计算。(3)将计算得到的纯物质的质量换算成含杂质物质的质量。依据金属在自然界中的存在状态可判断金属的活动性强弱。以单质形式存在的金属,活动性弱;以化合物形式存在的金属,活动性强。冶炼金属时,选择矿石应遵循的原则:所需提炼金属的含量高;矿石在冶炼过程中对环境污染小。因此一般选择赤铁矿或磁铁矿来炼铁。CO先通后撤,酒精喷灯后点先灭。前者颠倒会爆炸,后者颠倒会氧化。工业上炼铁的过程中,焦炭的作用有两个:一是通过燃烧为炼铁提供热量;二是与生成的二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳。【例1】下列矿石与其主要成分对应不一致的是()A.磁铁矿FeCO3

B.铝土矿Al2O3·nH2OC.赤铁矿Fe2O3

D.黄铁矿FeS2金属与金属矿物解析:磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,其化学式为Fe3O4。答案:A铁的冶炼【例2】(2024恩平模拟)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末逐渐变成红棕色D.装置中导管末端加一点燃的酒精灯,目的是燃烧未反应的一氧化碳,防止污染环境解析:由于氧化铁是红棕色的,铁粉是黑色的,则硬质玻璃管内的现象是红棕色粉末变成黑色。答案:CC含杂质物质的化学方程式计算【例3】100t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是()A.56t B.58.3t C.70t D.72.9t答案:B1.用下列矿石冶炼金属时,对环境造成的危害最大的是()A.黄铁矿(主要成分是FeS2)B.铝土矿(主要成分是Al2O3)C.菱铁矿(主要成分是FeCO3)D.赤铁矿(主要成分是Fe2O3)2.在张献忠沉银现场,考古学家发现了金币、银币、铜币和银锭,还有铁刀、铁矛等兵器,金币银币光亮如初,铁刀铁矛锈迹斑斑。下列说法错误的是()A.金、银、铜、铁都是重要的金属资源B.金、银的化学性质比铜、铁更稳定C.自然界中,金、银、铜、铁主要以单质的形式存在D.人类使用金属的先后顺序与金属的活动性顺序有关AC3.如图是模拟工业炼铁的实验,下列叙述正确的是()A.甲中的反应是置换反应B.甲中硬质玻璃管内红棕色固体变为银白色C.用乙装置可防止液体倒吸和防止CO污染空气D.实验结束后先移去酒精喷灯,继续通CO直至硬质玻璃管冷却D1.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·nH2O)D.赤铜矿(主要成分是Cu2O)A2.下列关于生铁和钢的说法中,正确的是()A.生铁的主要成分是碳B.不锈钢抗腐蚀性能比纯铁好,但其硬度比纯铁小C.生铁和钢在成分上的主要区别是含碳量不同D.生铁的硬度大,钢的硬度却很小CD4.如图是用CO还原氧化铁实验的部分装置,关于该实验的说法错误的是()A.实验过程中先通CO,后对氧化铁加热B.在反应后的固体产物中加稀盐酸时会产生气泡C.可用酒精灯的火焰烧掉反应剩余的COD.红棕色固体全变成黑色后,先停止通CO,后停止加热D5.(2024高要期末)如图所示是初中化学中一些常见物质之间的转化(部分生成物已省略),A、C是无色气体,B是红棕色固体,F是红色固体。请回答下列问题:(1)反应①的现象为

。

(2)写出能实现反应②的X溶液的名称:

(写一种即可),该反应的基本反应类型是

。

(3)反应③的化学方程式为

。

红棕色粉末逐渐变成黑色硫酸铜(或氯化铜等)溶液置换反应6.(2024赤峰)赤铁矿是重要的炼铁原料,其中Fe2O3的含量直接影响到炼铁的效率和成本。某兴趣小组用一氧化碳还原10g赤铁矿样品,充分反应后得到5.6g铁单质,计算该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。DD9.如图是一氧化碳还原氧化铁的装置。(1)硬质玻璃管内的现象是

,发生反应的化学方程式为

.

。

(2)澄清石灰水除了用于吸收CO2气体外,还有

的作用。

(3)为避免硬质玻璃管在加热时引起爆炸,加热前应

。

红棕色固体逐渐变黑3CO+检验CO2生成先通一氧化碳,再加热(4)有人提出,从化学成分的角度分析,用磁铁矿石比用赤铁矿石作原料更具有优势,其原因是

。

(5)尾气点燃会造成能源浪费,请你提出一个更合理的尾气处理方法:

.

。

四氧化三铁的含铁量较氧化铁的高在导管末端连一气囊将尾气收集起来10.我国冶铜文明源远流长,凝聚了劳动人民的智慧。Ⅰ.冶铜的起源(1)自然界中存在少量铜单质,古人发现用其制成的物品使用一段时间后会生锈,所得铜锈与自然界中的孔雀石颜色相近,进而探索使孔雀石转变为铜单质的途径。铜锈和孔雀石的主要成分均为Cu2(OH)2CO3。H2O物理Ⅱ.冶铜的发展(2)用孔雀石冶铜过程中存在木炭将CuO转化为Cu的反应,该反应体现了木炭的

性。

(3)用铜矿石与锡石冶铜,可得到硬度大于铜的铜锡合金。铜锡合金的熔点和硬度随其中锡含量的变化如图所示。①图中表示熔点的曲线是

。

②铜锡合金属于

(填“合成”或“金属”)材