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6.3
金属矿物与冶炼
科粤版·九年级化学下册
新课导入
你知道生活中的金属是从哪里来的吗？
它们来自地壳中天然存在的矿物，绝大多数都是以化合物形态存在于矿物之中。
自然界中以单质形式存在的银
自然界中以单质形式存在金
有少数很不活泼的金属能以单质形态存在。
推进新课
几种金属矿物
赤铁矿(Fe2O3)
钛铁矿(FeTiO3)
磁铁矿(Fe3O4)
黄铁矿(FeS2)
孔雀石[Cu2(OH)2CO3]
赤铜矿(Cu2O)
铝土矿(Al2O3)
钢铁是怎样炼成的？
思考
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。
炼铁的过程称之为铁的冶炼。
探究铁冶炼的原理
【实验】一氧化碳还原氧化铁
实验原理：
实验装置：
实验步骤：
1.向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.用酒精喷灯对着玻璃管放氧化铁处加热；
4.当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。
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实验现象：
硬质玻璃管中红褐色物质逐渐变成黑色；试管内的石灰水变浑浊；
说明反应生成物有：Fe和CO2
思考
1.
为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？
目的是排尽试管内的空气，防止CO与空气混合气体加热时发生爆炸。
2.
实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？
目的是防止氧化铁还原成铁后，在较高的温度下又被氧化；同时防止液体倒吸，炸裂玻璃管。
3.
将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？
目的是将尾气中多余的CO燃烧掉，防止CO污染空气。
工业炼铁
1.原理：高温下用一氧化碳从铁矿石中把铁反应出来。
2.主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石
3.主要设备：
工业炼铁的主要设备是高炉
原料
主要反应
问题：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？
答：焦炭的作用是作燃料和生成一氧化碳。石灰石的作用是除去炉渣。
3.主要设备：
4.反应过程：
（1）焦炭与过量空气高温反应；
（2）二氧化碳又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。
a.C＋O2
CO2
b.CO2＋C
2CO
c.Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
点燃
高温
高温
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,还含有少量磷和硫。
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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%并除去磷、硫等杂质，所得产品称为钢。
炼钢
铁的合金
生铁
钢
C%
其它杂质
机械性能
用途
生铁和钢的区别
2%－4.3%
0.03%－2%
Si、Mn、S、P
（较多）
Si、Mn、S、P
（较少）
质硬而脆、无韧性
坚硬、韧性大、
可塑性好
制铁锅、暖气
机床底座等
制造机械、交通工具等
中国古代冶铁图
思考
用2000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？
解析：纯物质的质量＝不纯物质的质量×纯物质的质量分数。含有杂质的物质质量不能直接代入化学方程式中计算，因为杂质没有参加化学反应。本题也可以根据铁元素的质量在化学反应前后不变，利用化学式进行计算。
解：2000
t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
2000
t
×
80%
=
1600
t
160
2×56
1600
t
x
160
1600
t
2×56
x
=
x
=
1120
t
折合为含铁96%的生铁的质量为：1120
t÷96%≈1166.7
t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁116.7t。
设：1600
t氧化铁理论上可以炼出的铁的质量为x。
Fe2O3
+
3CO
高温
2Fe
+
3CO2
随堂练习
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
A
2.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________.
Fe3O4
Fe2O3
Cu2(OH)2CO3
铝
铁
4.某炼铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，理论上可生产含Fe98%的生铁多少吨？
解：Fe2O3质量为5000t×76%＝3800t
160
2×56
3800
t
98%·x
160
3800
t
2×56
98%·x
=
x
=
2174.3
t
设：生铁质量为x，则纯铁质量为98%·x。
Fe2O3
+
3CO
高温
2Fe
+
3CO2
答：理论上可日产含铁98%的生铁2714.3吨。
课堂小结
1、本节课学习了什么内容？
2、你有何收获？
课后作业
1.完成课本P180
6.3习题；
2.完成练习册本课时的习题。
