初中化學金屬礦物與金屬冶煉教學課件-2024-2025學年九年級化學科粵版（2024）下冊

1.知道元素有兩種存在形態(tài)。2.認識幾種金屬礦物，知道某些礦物的主要成分。3.了解生鐵和鋼冶煉的原理及操作的注意事項。4.了解冶煉金屬的常用方法。5.了解生鐵和鋼的區(qū)別以及主要性能。6.初步學會關于不純物的化學方程式的計算。金屬材料的發(fā)展史東漢晚期的青銅奔馬（馬踏飛燕）河北滄州鐵獅子，鑄造于953年鋁制品（鋁的使用在100多年前）青銅器時代鐵器時代123鋁的廣泛使用人類利用金屬的先后順序：銅→鐵→鋁。

由于鋁的化學性質(zhì)比較活潑，在古代很難通過冶煉得到單質(zhì)鋁，故鋁的利用較晚?，F(xiàn)階段年產(chǎn)量：鐵＞鋁＞銅。為人類社會作出許多貢獻的金屬是從哪里來的呢？它們來自地殼中天然存在的礦物。其中，有少數(shù)很不活潑的金屬，如金、銀、鉑能以單質(zhì)形態(tài)存在，絕大多數(shù)金屬都是以化合物形態(tài)存在于礦物之中。為什么只有金銀等少數(shù)金屬在自然界有單質(zhì)的形式存在呢？金、銀等金屬化學性質(zhì)不活潑部分金屬元素在地殼中的含量元素名稱質(zhì)量分數(shù)/%鋁7.73鐵4.75鈣3.45鈉2.74鉀2.47鎂2.00鋅0.008銅0.007礦石不是合金。合金中含有金屬單質(zhì)，礦石中含有金屬的化合物。幾種金屬礦物鋁土礦主要成分是Al2O3赤鐵礦主要成分(Fe2O3)

磁鐵礦主要成分(Fe3O4）黃鐵礦主要成分是Fe2S

孔雀石主要成分是[Cu2(OH)2CO3]赤銅礦主要成分是Cu2O

討論：選擇下列哪種鐵礦石煉鐵最好，為什么？赤鐵礦Fe2O3

磁鐵礦Fe3O4

菱鐵礦FeCO3黃鐵礦FeS2應選擇含鐵量高、不含有害元素的礦石：菱鐵礦含鐵量低，黃鐵礦含有硫元素，常用赤鐵礦和磁鐵礦。鋼鐵的冶煉70%72.4%48.3%46.7%實驗室模擬煉鐵【實驗藥品】【實驗裝置】氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳氣體【實驗原理】【實驗現(xiàn)象】玻璃管內(nèi)紅棕色粉末逐漸變成黑色試管內(nèi)澄清石灰水變渾濁尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2點燃裝置末端酒精燈的作用是什么？點燃尾氣，防止有毒的CO污染空氣點燃收集檢查裝置氣密性裝藥品，固定儀器通入純凈的CO氣體點燃酒精燈熄滅酒精燈冷卻后停止通CO點燃酒精噴燈反應結(jié)束后熄滅酒精噴燈實驗室模擬煉鐵步驟【記憶法則】一氧化碳早出晚歸酒精噴燈遲到早退

3.如何檢驗生成的黑色固體中有鐵？（2）取樣，加入足量的稀鹽酸，若黑色粉末溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液變?yōu)闇\綠色，則黑色粉末為鐵。（1）用磁鐵吸引；為什么要先通一段時間CO，再加熱Fe2O3?排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱發(fā)生爆炸2.為什么要先停止加熱，待物質(zhì)冷卻后再停止通CO？石灰水倒吸使硬質(zhì)玻璃管破裂防止鐵粉再次被氧化閱讀教材P18，討論回答下列問題1.鋼鐵廠如何把礦石煉成鐵和鋼？2.生鐵與鋼的成分有何異同？3.寫出高爐內(nèi)發(fā)生的的主要反應方程式。4.將生鐵煉成鋼的原理是什么？煉鐵設備——高爐閱讀思考1.焦炭的作用：2.石灰石作用:3.煉鐵的原理：工業(yè)煉鐵－－設備、原料、原理、產(chǎn)品提供熱量，提供還原劑一氧化碳。原料將鐵礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣。高溫條件下，用一氧化碳做還原劑將礦石中的鐵還原出來。4.得到的產(chǎn)品是什么？5.出鐵口為什么在出渣口下方？煉鐵設備——高爐產(chǎn)品產(chǎn)品為生鐵，是含碳量在2%-4.3%的鐵合金。鐵水的密度比爐渣的密度小工業(yè)煉鐵和實驗室煉鐵有什么不同原料、產(chǎn)物不同設備不同溫度不同對環(huán)境影響不同操作難易程度不同工業(yè)煉鐵原料和產(chǎn)物都是混合物，實驗室煉鐵原料和產(chǎn)物都是純凈物工業(yè)煉鐵設備是高爐，實驗室用玻璃管高爐內(nèi)溫度高，玻璃管內(nèi)溫度較低高爐煉鐵對環(huán)境影響大，實驗室對環(huán)境影響小

高爐煉鐵工藝復雜，實驗室操作簡單

煉鐵煉鋼原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣生鐵、廢鋼、氧氣原理在高溫的條件下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來；同時，利用石灰石將鐵礦石中的脈石（如二氧化硅）轉(zhuǎn)變成爐渣主要是利用氧化劑（純氧）把生鐵里過多的碳和其他雜質(zhì)氧化除去主要設備高爐平爐、轉(zhuǎn)爐、電爐產(chǎn)品生鐵鋼工業(yè)煉鐵、煉鋼的區(qū)別生鐵和鋼的區(qū)別類別含碳量含雜質(zhì)（硫、磷等）機械性能機械加工生鐵2%～4.3%多硬而脆可鑄不可鍛鋼0.03%～2%少硬而韌、有彈性可鑄可鍛

由于礦藏豐富、易冶煉、價格低廉,鐵是世界上應用最廣泛的金屬。我國早在春秋戰(zhàn)國時期就開始煉鐵。1949年前,我國的鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展緩慢,1949年,鋼的年產(chǎn)量僅15.8萬噸1949年后,特別是改革開放以來,鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展,近年來年產(chǎn)量均居世界首位,鋼材的品種也大大增加。珠澳大橋于2009年12月動工建設,2018年10月開通運營,僅主梁鋼板用量就達到了42萬噸。含雜質(zhì)化學方程式計算（1）5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石含有多少噸Fe2O3？請列出計算式。純凈物的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量×純度（2）2000t含F(xiàn)e98%的生鐵含有多少噸鐵？請列出計算式。（3）2000t含雜質(zhì)2%的生鐵含有多少噸鐵？請列出計算式。

例

某煉鐵廠每天需消耗5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石，理論上可生產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵多少噸？溫馨提示：根據(jù)化學方程式計算，代入的數(shù)據(jù)都是純凈物的質(zhì)量。解：Fe2O3質(zhì)量為5000t×76%＝3800t設：生鐵質(zhì)量為x，則純鐵質(zhì)量為98%·xFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2160

1123800t

98%·x160∶3800t＝112∶（98%·x）x＝2714.3t答：理論上可日產(chǎn)含鐵98%的生鐵2714.3噸閱讀教材P20“知識視窗”金屬的冶煉方法：1.活潑金屬——電解法(如鈉、鉀、鎂、鋁)2.一般金屬——熱還原法(如銅、鐵、鋅)3.較不活潑金屬——直接加熱法(如汞)Al2O34Al+3O2↑MgCl2Mg+Cl2↑通電高溫CuO+H2Cu+H2O△2HgO2Hg+O2↑△1.下列關于煉鐵的敘述錯誤的是（）A.主要原料為鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣等

B.主要設備為高爐

C.主要原理是利用焦炭的還原性置換出鐵礦石中的鐵

D.主要產(chǎn)物是生鐵

2.用3000t含氧化鐵80%的赤鐵礦，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是（）A.1166tB.1750tC.1810t D.1944tCB3.鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志，如圖是模擬煉鐵的實驗裝置圖。(1)請你寫出冶煉生鐵的化學方程式

。(2)請寫出一種證明產(chǎn)物中含鐵粉的方法：