初中化学科粤版（2024）九年级下册（2024）金属矿物与金属冶炼教学课件ppt

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6.3 金属矿物与金属冶炼人类大量冶炼几种常见金属的年代，如图所示。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 少数很不活泼的金属(如金、铂、银)能以单质形态存在。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。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。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。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：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？实验现象： 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：CO2+Ca(OH)2===Ca2CO3↓+H2O1. 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。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。 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.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④√√×√D 例 根据化学方程式计算步骤求出：2000 t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：2000 t 赤铁矿中含氧化铁的质量为： 2000 t × 80% = 1600 t160 2×561600 t　　 　xx = 1120 t折合为含铁95%的生铁的质量为：1120 t÷95%≈1179 t答：2000 t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁95%的生铁1179t。某钢铁厂采用赤铁矿炼铁。若该厂日产含铁 1.4×104 t的生铁，至少需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是多少？160 2×5680%x　　1.4×104 tx = 2.5×104 t答：至少需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是 2.5×104t。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。1.4×104 t思路：金属矿物与金属冶炼1.实验室里用如图所示装置还原氧化铁，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Fe 98%的生铁多少吨？解：Fe2O3质量为5000t×76%＝3800t160 2×563800 t　　 98%·xx = 2174.3 t答：理论上可日产含铁98%的生铁2714.3吨。1. 阅读课本P20知识视窗，完成P21 6.3习题；2. 完成练习册本课时的习题。