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初中化学粤教版九年级下册6.3 金属矿物与冶炼教学演示ppt课件
展开1.[丹东·中考]下列物质可通过金属与稀盐酸反应直接得到的是( )A.CuCl2B.AgClC.ZnCl2D.FeCl3
2.将金属R投入稀硫酸中,有气泡产生;锌片插入R的硫酸盐溶液中,有R析出,则R、Zn、Cu的金属活动性顺序是( )A.Zn>R>CuB.Cu>R>ZnC.R>Zn>CuD.Zn>Cu>R
3.下列物质在指定条件下能发生置换反应的是( )A.常温下,铜和氯化银 B.高温条件下,一氧化碳和氧化铁C.常温下,镁和硫酸锌溶液 D.点燃条件下,甲烷和氧气
4.[眉山·中考]金属制品与我们的日常生活密不可分。(1)有铝、锌、铜三种金属,其中不能与稀硫酸发生反应的是 。(2)铝的化学性质比较活泼,但铝制品具有很好的抗腐蚀性能,其原因是铝表面容易形成 。(3)为验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,某同学选用如下试剂组进行验证,其中不合理的一组是 。(用序号①②③填空)①Zn、CuSO4溶液、Ag②ZnSO4溶液、Cu、AgNO3溶液③Zn、Cu、AgNO3溶液
早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。
被称为“中华第一剑”的玉柄铁剑,我国目前出土的最早冶炼铁,距今2800年。
尽管“年老色衰”,看上去像块不起眼的“烤红薯”,但岁月不能掩埋它昔日的光华。它的出土打破了秦国铜柄铁剑2600年的中国最古老冶炼铁器记录。把中国铁器冶炼推进了200年。
玉柄铁剑——“中华第一剑”
铁是从哪来的?又是如何冶炼的呢?
解放前,我国的钢铁生产发展缓慢,1949年,钢的年产量仅15.8万吨,人均不足0.25kg。
新中国成立之后,特别是改革开放以来,钢铁工业飞快发展,近年来年产量都居世界首位,钢材的品种也大大增加。
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票
一、几种常见的金属矿物
铁以及其它金属均来自地壳中天然存在的矿物。
金属的存在主要有两种形态:
(1)单质形态:少数化学性质__________的金属,以单质形态存在,如________、________、______。
自然界以单质形式存在的银
(2)化合物形式:绝大多数金属都是以________的形式存在于矿石之中,如赤铁矿、铝土矿等。
黄铁矿主要成分FeS2
赤铁矿主要成分Fe2O3
磁铁矿主要成分Fe3O4
铝土矿主要成分Al2O3
孔雀石主要成分Cu2(OH)2CO3
赤铜矿主要成分Cu2O
不同金属在地壳中的含量是不同的,我们来看一下常见金属在地壳中的质量分数:
地壳中含量排在前两位的金属是哪两种?
由表格可知,地壳中含量最高的金属是铝,其次是铁。
【练一练】赤铁矿的主要成分是( )A.FeOB.Fe3O4C.Fe2O3D.Fe
【练一练】下列有关金属资源的说法中正确的是( )A.铁制品被广泛使用是因为铁元素是地壳中含量最高的金属元素B.自然界中的金、银都是以单质形式存在的C.孔雀石属于矿物的一种D.赤铜矿的主要成分的化学式为Cu2S
二、钢铁是怎样炼成的?
金属都是用矿石冶炼出来的。我们以产量最大、应用最广的铁为例,学习金属冶炼的基本原理。
赤铁矿(Fe2O3),一氧化碳(CO)
(3)实验步骤: ①验纯,并检查装置的气密性; ②在耐高温的硬质玻璃管中装入少量氧化铁粉末; ③先通一氧化碳气体,等片刻后点燃最后的酒精灯,最后再点燃酒精喷灯。 ④当红棕色粉末已转变成黑色后,停止加热,再通一会CO,直至玻璃管冷却。
①红色粉末(氧化铁)逐渐变成黑色,②澄清的石灰水逐渐变浑浊,③尾气燃烧产生蓝色火焰。
1.为什么要先通一氧化碳气体,等片刻后点燃最后的酒精灯?
为了排尽装置内的空气,防止加热发生爆炸。
2、当红棕色粉末已转变成黑色后,停止加热,为什么要再通一会CO,直至玻璃管冷却?
防止生成的铁重新被氧化;或石灰水倒流,炸裂玻璃管。
氧化反应:得到氧的反应;
还原反应:失去氧的反应。
Fe2O3:能提供氧,具有氧化性是氧化剂。CO:能夺氧,具有还原性,是还原剂。
3.该实验的原理是什么?
【练一练】如图进行一氧化碳还原氧化铁的实验,以下分析错误的是( )
A.实验时需要先通入一氧化碳一段时间,才能点燃酒精喷灯B.B处石灰水变浑浊可以说明A处反应已经发生C.C处点燃酒精灯的作用是处理尾气防止空气污染D.当A处固体变黑且被磁铁吸引,说明发生了Fe2O3+3CO Fe+3CO2的反应
已知:①铁粉、四氧化三铁、氧化亚铁均为黑色且四氧化三铁具有磁性;②氧化铁还原过程受温度影响是逐步进行的:Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe
【练一练】实验室模拟工业炼铁中,体现了一氧化碳的( ) A.稳定性B.氧化性 C.还原性D.酸性
【练一练】用CO还原氧化铁的实验中,下列操作错误的是( )A.先通CO对氧化铁加热B.可用石灰水来验证产生的气体C.暗红色固体全变成黑色后,先停止通CO后停止加热D.可用酒精灯的火焰烧掉反应剩余的CO
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
1.石灰石的作用是什么?
使有矿石中二氧化硅转变成炉渣而除去。
2.工业上用该方法得到的是纯铁吗?
不是,高炉炼得的铁里含有2%~4.3%的碳,以及少量磷和硫,因而是铁的合金—生铁。它硬而脆,不利于加工。所以,人们还要把生铁放在炼钢炉里,吹进氧气治炼,使其含碳量降至0.03%~2%,并除去磷、硫等杂质,所得产品称为钢。钢硬而韧,有弹性,可铸可锻。
【练一练】把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼,得到的产物是( )A.生铁 B.铜 C.纯铁D.钢
【练一练】用铁矿石炼铁时,把赤铁矿石、石灰石一起加入高炉,并通入空气,在高温下反应,其中不可能发生的化学反应是( )A.C+O2 CO2B.2Fe2O3═4Fe+3O2↑C.2C+O2 2COD.3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
【练一练】钢铁行业是国民经济中的基础行业,也是支柱性行业.那么生铁与钢的本质不同在于( )A.用途不同B.含碳量不同C.颜色不同D.市场需求量不同
在工业生产中,所用的原料或产物中一般都有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。
【例题】求2000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上所能炼出的生铁中含铁的质量是多少吨?
分析:带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量:
解:1000t赤铁矿石中含有的氧化铁的质量为:
1000t×80%=800t
160 2×56
800t x
设理论上可以炼出铁的质量为x
答:2000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上所能炼出的生铁中含铁的质量是560t。
【练一练】工业上用赤铁矿冶炼生铁,若要得到含铁90%的生铁100 t,理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨?
解:设需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为x
80%x 100t×90%
答:设需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为160.7t。
根据金属活动性顺序: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
金 属 活 动 性 由 强 渐 弱
热还原法: Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
直接加热法:2HgO===2Hg+O2
稳定金属:直接以单质形式存在
【练一练】下列变化过程不属于金属冶炼的是( )A.电解氧化铝 B.铁在氧气中燃烧C.焦炭与氧化铜在高温下反应D.高温下一氧化碳与氧化铁反应
【练一练】在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”,这是我国最早发明的“湿法炼铜”做法,湿法炼铜用硫酸将铜矿中的铜元素转变成可溶性的硫酸铜,再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,这种方法叫湿法炼铜。下列金属不能如法炮制“湿法炼铜”的是( )A.镁B.锌 C.铝D.银
金属的存在主要有两种形式:(1)单质形态:少数化学性质很不活泼的金属,以单质形态存在,如金、铂、银。(2)化合物形式:绝大多数金属都是以化合物的形式存在于矿石之中,其中常见的铁矿石有赤铁矿、菱铁矿等,铝矿石有铝土矿等,铜矿石有孔雀石、赤铜矿等。
二、钢铁是怎样炼成的1.实验室模拟炼铁
①首先检查装置的气密性;②先通一氧化碳气体,排尽装置内的空气,然后再点燃最后的酒精灯,最后再点燃酒精喷灯。③当红棕色粉末已转变成黑色后,停止加热,再通一会CO,直至玻璃管冷却。
铁矿石(主要是赤铁矿)、焦炭、石灰石
焦炭在高炉中被从炉下部通进的热风转变成一氧化碳,并利用它将铁矿石中的铁还原出来。
1.下列有关铁的说法不正确的是( )A.生铁和钢都是铁合金 B.铁是地壳中含量最多的金属元素C.工业炼铁的原理是:D.铁矿石、焦炭、石灰石和空气是高炉炼铁的原料
2.钢铁因含硫、磷而比较脆,不利于制作加工。据此分析,炼铁所用的矿石,不宜采用下列的(括号内为该矿物主要化学成分的化学式)( )A.赤铁矿(Fe2O3)B.磁铁矿(Fe3O4)C.菱铁矿(FeCO3)D.黄铁矿(FeS2 )
3.工业炼铁可利用一氧化碳与氧化铁反应。若要生产含铁97%的生铁231t,需含氧化铁80%的赤铁矿石的质量最接近( )A.224tB.280tC.320tD.400t
4.下列关于工业炼铁的叙述中错误的是( )A.使用的设备是高炉B.主要原料为铁矿石、石灰石、焦炭和热空气等C.主要原理是:2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑D.主要产物为生铁
5.工业上,把铁矿石和石灰石等物质一起加入高炉,通入热空气,经过一系列反应最终可得到生铁。(1)炼铁的原料除了铁矿石和石灰石外,还需要的一种物质是 。(2)生铁和钢都是铁的合金,其区别是 ;(3)工业上用含氧化铁480t的赤铁矿为原料炼铁,可得到含杂质4%的生铁质量为多少?(根据化学方程式计算并写出解题过程)
解:设可得到含杂质4%的生铁质量的质量为x。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112480t (1﹣4%)x
x=350t。答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为350t。
6.如图为“一氧化碳与氧化铁反应”的实验装置。该反应利用CO的还原性,将Fe2O3中的铁还原出来。(1)写出硬质玻璃管中反应的化学方程式 。(2)实验过程中,需要在装置图末端的导管口放一盏燃着的酒精灯,这样做的目的是 。(3)在工业炼铁中需要石灰石、赤铁矿和焦炭做原料,其中焦炭的作用是 。
提供能量、提供还原剂CO
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