科粤版化学九年级下册 6.3 金属矿物与冶炼 学案
展开6.3 金属矿物与冶炼
学习目标
1.知道一些常见的金属如铁、铝、铜等的矿物。
2.掌握实验中一氧化碳还原氧化铁的实验。
3.会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
学习重点
1.实验中一氧化碳还原氧化铁的实验。
2.根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
学习难点
1.实验中一氧化碳还原氧化铁的实验。
2.根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
学习过程
一、课前学习
阅读教材，回答下列问题。
一、几种金属矿物
1.少数很不活泼的金属，如金、银、铂能以单质形态存在，绝大多数金属以化合物形态存在于矿物中。
2.常见金属元素在地壳中的含量最多的是铝和铁。
二、钢铁是怎样炼成的
1. (1)药品: 、 、澄清石灰水。
(2)实验装置:
(3)现象: 色的氧化铁粉末变为 色,澄清石灰水 ,导管口有 色火焰产生。
(4)结论:一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应,生成 和二氧化碳。
(5)化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(6)注意事项
①操作步骤:实验开始先通一会儿CO后 ,实验完毕先停止加热后停止通CO。
②尾气处理:产生的尾气不能直接排入空气中,应用 或气球收集起来的方法处理。
2.工业炼铁
(1)主要设备: 。
(2)原料: 、 、石灰石、空气等。
(3)原理:在高温条件下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从
中还原出来。
(4)有关化学方程式:
①C+O2CO2
②CO2+C2CO
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2
3.生铁和钢的比较
物质 | 生铁 | 钢 |
含碳量 | 2%~4.3% | 0.03%~2% |
其他元素 | 硅、锰等 | 铬、镍等 |
性能 | 硬而脆 | 坚硬,有韧性,抗腐蚀性能强 |
用途 | 制铁锅、 暖气片等 | 制机械、交通工具、炊具等 |
三、含杂质物质的化学方程式的计算
不纯物质、纯物质和纯度之间的关系如下:
1.不纯物质的质量纯物质的质量;
2.纯度=×100%;
3.化学方程式所表达的是纯净的物质间的质量关系,因此当反应物或生成物含杂质时,应首先换算成纯物质的质量,再进行计算。
答案：一、1.金 化合物2.铝 铁。二、1. (1) CO 、 氧化铁 、(3) 红 黑 变浑浊 蓝 (4) 铁 (6)① 加热 ②用 燃烧 2.(1) 炼铁高炉 。
(2) 铁矿石 、 焦炭 、 (3)铁矿石
我的疑惑：（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
三、课内学习，合作探究，展示汇报：
探究点一：一氧化碳还原氧化铁的实验探究
1.实验装置
2.实验步骤：
（1）检查装置的气密性；（2）装入药品并固定装置；（3）向玻璃管内通入CO气体；（4）加热氧化铁；（5）停止加热；（6）停止通入CO气体。
3. 实验现象：红色粉末逐渐变成黑色；澄清的石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。
（4）化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （硬质试管中）；CO2 + Ca(OH)2 ═ CaCO3↓+ H2O（试管中）；2CO + O22CO2（酒精灯处）。
4.注意事项：
（1）本实验对温度要求较高，应该用酒精喷灯加热，如果用酒精灯需加上网罩。
（2）实验开始时要先通入一氧化碳，以排净玻璃管中的空气，避免加热时发生爆炸。
（3）实验结束时应先停止加热，继续通入一氧化碳至冷却至室温，防止高温的铁被氧化。
（4）由于一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，因此必须有尾气处理装置，可直接点燃使其变为无毒的二氧化碳；或者在导气管尾端接气球等将其收集起来。
探究点二：化学方程式中有关不纯物质的计算
在根据化学方程式计算用料或产量时，对于含杂质的物质（不管是反应物还是生成物），必须换算成纯物质的质量，才能根据化学方程式进行计算。
例如 ：含Fe2O385%的 赤铁矿1000吨，可以炼出多少吨含铁85%的生铁？
解：纯Fe2O3的质量=1000吨×85%=850吨。设可以练出铁的质量为x
160：112=850吨：x
X=595吨
含Fe2O385%的 赤铁矿1000吨，可以炼出含铁85%的生铁的质量为：595吨÷85%=700吨
答：略。
三、达标检测
1.自然界的矿物含量丰富，我国蕴藏了多种自然界稀少的金属矿物。在下列矿物中，不属于金属矿物的是（ ）
A 铝土矿 B 赤铁矿 C 黄铜矿 D 硫磺
2.炼铁高炉中发生了下列反应中属于化合反应的是（ ）
高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁高温煅烧石灰石灼热的焦炭和二氧化碳反应焦炭充分燃烧
A 和 B 和 C 和 D 只有
3.某兴趣小组利用如图装置进行实验探究，下列说法错误的是（ ）
A．操作时先通CO后加热
B．酒精灯的作用是处理尾气，防止污染空气
C．实验结束时先停止通CO，后停止加热
D．玻璃管里的粉末由红棕色变黑色
4.某工厂用赤铁矿（主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是（ ） A 120t B 108t C 96t D 84t 5.下列有关Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的认识中，正确的是（ ） A．Fe2O3是磁铁矿石的主要成分 B．体现了CO的还原性 C．Fe2O3发生了氧化反应 D．该反应常用于在实验室里制取CO2 |
6．甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。
①B中反应的化学方程式是 ，该反应的还原剂是 。
②实验过程中，C中的现象是 ，D处点燃的目的是
。
③对该实验的分析正确的是 （选填编号）
a、实验结束时应先熄灭B处酒精灯
b、C中增加的质量与B中固体减少的质量相等
c、反应开始后通入0.1mol一氧化碳可生成0.1mol铜
d、反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
④甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是
。
7.如图所示的是一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题:
(1)一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为 。
(2)A处的现象是 ,B处的现象是
。
(3)C处酒精灯的作用是
。
6.3 金属矿物与冶炼 导学案
学习目标
1.知道一些常见的金属如铁、铝、铜等的矿物。
2.掌握实验中一氧化碳还原氧化铁的实验。
3.会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
学习重点
1.实验中一氧化碳还原氧化铁的实验。
2.根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
学习难点
1.实验中一氧化碳还原氧化铁的实验。
2.根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
学习过程
一、课前学习
阅读教材，回答下列问题。
一、几种金属矿物
1.少数很不活泼的金属，如金、银、铂能以单质形态存在，绝大多数金属以化合物形态存在于矿物中。
2.常见金属元素在地壳中的含量最多的是铝和铁。
二、钢铁是怎样炼成的
1. (1)药品: CO 、 氧化铁 、澄清石灰水。
(2)实验装置:
(3)现象: 红 色的氧化铁粉末变为 黑 色,澄清石灰水 变浑浊 ,导管口有 蓝 色火焰产生。
(4)结论:一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应,生成 铁 和二氧化碳。
(5)化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(6)注意事项
①操作步骤:实验开始先通一会儿CO后 加热 ,实验完毕先停止加热后停止通CO。
②尾气处理:产生的尾气不能直接排入空气中,应用 燃烧 或气球收集起来的方法处理。
2.工业炼铁
(1)主要设备: 炼铁高炉 。
(2)原料: 铁矿石 、 焦炭 、石灰石、空气等。
(3)原理:在高温条件下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石 中还原出来。
(4)有关化学方程式:
①C+O2CO2
②CO2+C2CO
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2
3.生铁和钢的比较
物质 | 生铁 | 钢 |
含碳量 | 2%~4.3% | 0.03%~2% |
其他元素 | 硅、锰等 | 铬、镍等 |
性能 | 硬而脆 | 坚硬,有韧性,抗腐蚀性能强 |
用途 | 制铁锅、 暖气片等 | 制机械、交通工具、炊具等 |
三、含杂质物质的化学方程式的计算
不纯物质、纯物质和纯度之间的关系如下:
1.不纯物质的质量纯物质的质量;
2.纯度=×100%;
3.化学方程式所表达的是纯净的物质间的质量关系,因此当反应物或生成物含杂质时,应首先换算成纯物质的质量,再进行计算。
答案：一、1.金 化合物2.铝 铁。二、1. (1) CO 、 氧化铁 、(3) 红 黑 变浑浊 蓝 (4) 铁 (6)① 加热 ②用 燃烧 2.(1) 炼铁高炉 。
(2) 铁矿石 、 焦炭 、 (3)铁矿石
我的疑惑：（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
三、课内学习，合作探究，展示汇报：
探究点一：一氧化碳还原氧化铁的实验探究
1.实验装置
2.实验步骤：
（1）检查装置的气密性；（2）装入药品并固定装置；（3）向玻璃管内通入CO气体；（4）加热氧化铁；（5）停止加热；（6）停止通入CO气体。
3. 实验现象：红色粉末逐渐变成黑色；澄清的石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。
（4）化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （硬质试管中）；CO2 + Ca(OH)2 ═ CaCO3↓+ H2O（试管中）；2CO + O22CO2（酒精灯处）。
4.注意事项：
（1）本实验对温度要求较高，应该用酒精喷灯加热，如果用酒精灯需加上网罩。
（2）实验开始时要先通入一氧化碳，以排净玻璃管中的空气，避免加热时发生爆炸。
（3）实验结束时应先停止加热，继续通入一氧化碳至冷却至室温，防止高温的铁被氧化。
（4）由于一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，因此必须有尾气处理装置，可直接点燃使其变为无毒的二氧化碳；或者在导气管尾端接气球等将其收集起来。
探究点二：化学方程式中有关不纯物质的计算
在根据化学方程式计算用料或产量时，对于含杂质的物质（不管是反应物还是生成物），必须换算成纯物质的质量，才能根据化学方程式进行计算。
例如 ：含Fe2O385%的 赤铁矿1000吨，可以炼出多少吨含铁85%的生铁？
解：纯Fe2O3的质量=1000吨×85%=850吨。设可以练出铁的质量为x
160：112=850吨：x
X=595吨
含Fe2O385%的 赤铁矿1000吨，可以炼出含铁85%的生铁的质量为：595吨÷85%=700吨
答：略。
三、达标检测
1.自然界的矿物含量丰富，我国蕴藏了多种自然界稀少的金属矿物。在下列矿物中，不属于金属矿物的是（D）
A 铝土矿 B 赤铁矿 C 黄铜矿 D 硫磺
2.炼铁高炉中发生了下列反应中属于化合反应的是（C）
高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁高温煅烧石灰石灼热的焦炭和二氧化碳反应焦炭充分燃烧
A 和 B 和 C 和 D 只有
3.某兴趣小组利用如图装置进行实验探究，下列说法错误的是（ C ）
A．操作时先通CO后加热
B．酒精灯的作用是处理尾气，防止污染空气
C．实验结束时先停止通CO，后停止加热
D．玻璃管里的粉末由红棕色变黑色
4.某工厂用赤铁矿（主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素）来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是（A） A 120t B 108t C 96t D 84t 5.下列有关Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的认识中，正确的是（ B ） A．Fe2O3是磁铁矿石的主要成分 B．体现了CO的还原性 C．Fe2O3发生了氧化反应 D．该反应常用于在实验室里制取CO2 |
6．甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验。
①B中反应的化学方程式是，该反应的还原剂是 CO 。
②实验过程中，C中的现象是 澄清的石灰水变浑浊 ，D处点燃的目的是 防止有毒的一氧化碳气体逸散到空气中污染环境 。
③对该实验的分析正确的是 a d （选填编号）
e、实验结束时应先熄灭B处酒精灯
f、C中增加的质量与B中固体减少的质量相等
g、反应开始后通入0.1mol一氧化碳可生成0.1mol铜
h、反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
④甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是 为了排尽装置内的空气，反应前已经通入一段时间的CO 。
7.如图所示的是一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题:
(1)一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
(2)A处的现象是 红色固体变为黑色固体 ,B处的现象是 澄清石灰水变浑浊 。
(3)C处酒精灯的作用是 将尾气点燃烧掉,防止污染空气 。
