初中化学第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护教学演示ppt课件

这是一份初中化学第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护教学演示ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了金属矿物，思考与讨论，金属活动性顺序，铁的冶炼，实验室模拟炼铁，由红色变为黑色，铁的冶炼工业炼铁，5833t，x·96%，氧化铁的质量等内容，欢迎下载使用。

在课题1、课题2中，我们学习了金属材料及金属的物理、化学性质，知道了金属材料在生活中的应用无处不在。那这些金属材料是“天生”就有的吗？钢铁是怎样炼成的呢？
春秋战国时期，我国开始生产和使用铁器
唐代诗人李白有诗曰“炉火照天地，红星乱紫烟。”记载了唐代炼铁场景
宋代宋应星《天工开物》中对古代炼铁技术进行了系统介绍
近现代，高炉炼铁具有工艺简单、生产量大、生产率高等优点
1.知道一些常见的金属矿物（铁矿、铝矿等）及其主要化学成分。2.了解从铁矿中将铁还原出来的方法。3.认识工业炼铁的主要原料及设备。4.掌握不纯物质化学方程式计算的方法。
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中。具体存在形式如下： （1）单质：极少数不活泼地金属（如金、银、铂等）
（2）化合物：除金、银等其余金属（如铁、锌、钠、钙等）
赤铁矿（主要成分Fe2O3）
磁铁矿(主要成分Fe3O4)
菱铁矿(主要成分FeCO3)
铝土矿(主要成分Al2O3)
黄铁矿(主要成分FeS2)
黄铜矿(主要成分CuFeS2)
辉铜矿(主要成分Cu2S)
赤铜矿(主要成分Cu2O)
金红石(主要成分TiO2)
软锰矿(主要成分MnO2)
工业上所需的金属大都是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼的。其中提取量最大的金属是铁。
1.金属元素在地壳或海洋中的存在形式，与什么有关？
2.铁矿石的种类有赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、磁铁矿等，用什么矿石炼铁比较好，为什么？
用赤铁矿和磁铁矿比较好。因为相同情况下两者的含铁量比较高，且不会生成二氧化硫污染气体。赤铁矿（主要成分Fe2O3的含铁量70%） 磁铁矿(主要成分Fe3O4的含铁量72.41%)菱铁矿(主要成分FeCO3的含铁量48.27%) 黄铁矿(主要成分FeS2的含铁量46.67%)
3.现有如下得到铁的化学方程式，采用哪一个作为炼铁的最佳原理呢？
还原剂+Fe2O3 Fe + CO2
焦炭是固体，与铁矿石接触不充分，铁矿石利用率低
CO是流动性气体，与铁矿石接触充分，利用率高，反应较充分,最佳选择
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
2CO+O2 2CO2
实验步骤：1、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、点燃右边酒精灯4、通入一氧化碳气体5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止 加热7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳， 然后熄灭右边酒精灯
防CO污染空气，用酒精灯点燃或用气球收集，尾气处理装置
在实验室模拟炼铁的实验中，一氧化碳的通入和酒精喷灯的点燃熄灭顺序。
CO ——“早进晚出” 酒精喷灯——“迟到早退”实验前要先通CO将硬质玻璃管中的空气排尽再点燃酒精喷灯加热，防止加热时CO与空气混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热后要继续通CO至硬质玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
提高温度；产生一氧化碳
实验室模拟炼铁与工业炼铁的产物是否相同？为什么？
实验室模拟炼铁 ——纯铁 工业炼铁——生铁因工业炼铁固体原料是铁矿石及焦炭等，工业炼铁所得产物中含有碳及少量磷、硫的铁合金——生铁
二、铁的冶炼含杂物质的计算
例：用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨？
解：设炼出含铁96%的生铁的质量为x
160 112
1000 t×80％ x·96%
1000 t×80％
赤铁矿——1000 t氧化铁——1000 t×80%生铁——x铁——96%x
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3 t 。
①代入化学方程式的是纯净物的质量②纯净物质量=不纯物质质量×纯度 纯净物质量 不纯物质质量
③纯度= ×100%
一题多解法 根据质量守恒定律可知，化学反应前后，元素的质量不变。根据铁元素守恒，可得 112 160
炼得生铁的质量=1000 t×80%×——÷96% ≈583.3 t。
以游离态（单质）形式存在：金、银、铂等极少量金属
以化合物形式存在：除金、银、铂以外的其余金属
原理： 3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2产物：纯铁步骤：
反应结束后熄灭酒精喷灯
原理：同上设备：高炉产物：生铁
代入化学方程式的是纯净物的质量
1.下列金属在自然界中能以单质形式存在的是( )A．铝 B．铁 C．钠 D．银
解析：以游离态（单质）形式存在：金、银、铂等极少量金属。
2.下列矿石的主要成分不属于氧化物的是( )A．赤铁矿(主要成分Fe2O3) B．黄铁矿(主要成分FeS2)C．铝土矿(主要成分Al2O3) D．磁铁矿(主要成分Fe3O4)
解析:黄铁矿的主要成分FeS2属于硫化物，不属于氧化物。
3.探究铁的冶炼原理实验装置和炼铁高炉的示意图如下，下列叙述正确的是（ ）A．甲图中实验结束时，应先停止通 一氧化碳再熄灭酒精喷灯B．乙图中高炉炼铁的原料中焦炭的 作用只是利用其燃烧提供热量C．乙图中为了使焦炭燃烧生成一氧 化碳，只需通入少量的热空气D．完全反应后，甲、乙图中得到产物的区别是甲图得到的是纯净物，乙图得到 的是混合物
解析：一氧化碳还原氧化铁时，应先停止熄灭酒精喷灯继续通一氧化碳直到玻璃管冷却，防止铁被氧化，故A错误；高炉炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和还原一氧化碳，故B错误；乙图中要通入过量的热空气，使得焦炭充分燃烧生成二氧化碳，然后在高温的条件下，焦炭将二氧化碳还原为一氧化碳，故C错误；甲图是一氧化碳还原氧化铁，能得到纯铁，乙图是炼铁高炉，得到的是生铁，属于混合物，故D正确。
4.冶炼2000 t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石多少吨？
解法一：设需要磁铁矿石的质量为x 232 168 90%x 2000 t×(1-3%)232 90%x 168 2000 t×(1-3%)x≈2976.7 t
—— = ————————
解法二：根据铁元素守恒得 需要磁铁矿石的质量为 2000 t×(1-3%)÷——÷90%≈2976.7 t
答：需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石2976.7 t。