5.2金属矿物 铁的冶炼（课件36页）

(共36张PPT)
课题1 物质的变化和性质
沪教版 化学（初中）
第2节 金属矿物 铁的冶炼
同步课堂
学习目标：
重点难点：
1.了解常见的金属矿物及其主要成分，从铁矿石中将铁还
原出来的方法。
2. 知道工业炼铁的原理、设备及原料。
3. 掌握一氧化碳还原氧化铁实验的装置及注意事项。
1.工业炼铁的原理。
2.有关杂质问题的计算。
内 容 导 航
◆ 常见的金属矿物
◆ 铁 的 冶 炼
各种各样的金属大多数是通过冶炼金属矿物得到的。合理开发利用金属矿物资源，需要了解各类金属矿物和常见的冶炼方法。
【新课引入】
一、常见的金属矿物
【新课讲解】
金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在外，其余大多数以化合物存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。
铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等。铜的矿物主要有黄铜矿，孔雀石，斑铜矿和赤铜矿等。铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。
用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
一、 常见的金属矿物
金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，含有矿物的岩石称为矿石。
【交流与讨论】
矿物：
使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
金属的冶炼：
自然界中极少数金属以单质形式存在　
自然界中以单质存在的金和银
【交流与讨论】
常见的一些金属矿物　
赤铁矿
Fe2O3
褐铁矿
Fe2O3·XH2O
磁铁矿
Fe3O4
FeS2
黄铁矿
菱铁矿
Fe2CO3
【交流与讨论】
铝土矿:
主要成分 Al2O3
明矾石: 主要成分KAl(SO4)2 12H2O
赤铜矿:
Cu2O
【交流与讨论】
黄铜矿：CuFeS2
辉铜矿：Cu2S
孔雀石：Cu2(OH)2CO3
【交流与讨论】
二、铁的冶炼
如何转化呢？
二、 铁 的 冶 炼
进行课本124页的实验，实验过程中注意安全（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。
铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。
【观察与思考】
观察实验并思考下列问题:
1、为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？
5、澄清石灰水的作用是什么？
3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？
2、实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？
4、你如何验证得到的是铁粉？
【交流与讨论】
【一氧化碳还原氧化铁】
实验步骤：
（1）连接仪器；
（2）检查装置的气密性；
（3）装入药品并固定装置；
（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；
（5）给氧化铁加热；
（6）停止加热；
（7）等玻璃管冷却至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯。
【交流与讨论】
2.实验装置：
【观察与思考】
现象
红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰
方程式
【观察与思考】
实验要点
(1)为什么要进行尾气处理？尾气如何处理？
因为CO有毒会污染环境，点燃或收集
(2)实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？
排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸
（3）实验结束后,为什么要先停止加热继续通CO直至试管内物质冷却？
防止热的铁再次被氧化以及防止石灰水倒吸
【交流与讨论】
拓展延伸
方法一： ；
方法二： ；
方法三： ，
点燃
用气球收集
防止污染空气
再利用
【观察与思考】
尾气的处理：
目的： 。
观察实验并思考下列问题:
1、为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？
3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？
2、实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？
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
目的是将尾气中有毒气体CO点燃，转化为CO2。
目的是防止水倒吸；防止炽热的铁被空气中的氧气氧化。
【交流与讨论】
观察实验并思考下列问题:
5、澄清石灰水的作用是什么？
4、你如何验证得到的是铁粉？
检验产生的气体是CO2。
（1）用磁铁吸。若黑色粉末能被吸引，则证明是铁。
（2）取少量黑色粉末加入稀盐酸。
若有气泡产生，溶液变成浅绿色，则证明是铁。
（3）取少量黑色粉末加入硫酸铜溶液。若有红色物质 析出，则证明是铁。
【观察与思考】
实验中观察到的现象：
实验中你观察到了什么现象？
【实验现象】
（3）尾气点燃产生蓝色火焰。
（1）红棕色固体慢慢变为黑色，黑色固体能被磁铁吸引。
（2）澄清石灰水变浑浊。
【工业炼铁】
1. 原料：铁矿石：提供铁元素
焦炭：①提供热源、维持炉温
②生成还原剂CO
热空气
石灰石：造渣除杂。
【观察与思考】
通过高炉炼出的铁是含有少量杂质的生铁，不是纯铁。
炼铁高炉的结构：
【观察与思考】
2.主要反应原理:
高炉
3.工业炼铁的主要设备：
高温
Fe3O4 +4CO ===＝ 3Fe+4CO2
Fe2O3+3CO ===＝ 2Fe+3CO2
高温
赤铁矿炼铁:
磁铁矿炼铁:
【观察与思考】
有关杂质问题的计算的故事
【观察与思考】
有关杂质问题的计算
例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？
氧化铁的质量： 1000t× （ 1- 20% ）=800t
纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数
【典例精讲】
例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%， 含铁560t？
生铁的质量： 560t÷96%=583.3t
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数
【典例精讲】
例3：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理 论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？
注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量
1000t×80% ×70%÷96%=583.3t
生铁的质量：
【典例精讲】
金属矿物
铁的冶炼
常见的金属矿物
铁的冶炼
铁矿物
铝矿物
铜矿物
【归纳小结】
小结：铁冶炼的化学原理
在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。
基本反应原理：
＿Fe2O3 +＿CO ＝ ＿Fe+＿CO2
Fe2O3→Fe
3
2
3
1
现象：
硬质玻管中粉末由红棕色变成黑色；
试管中澄清石灰水变浑浊；
尾气可燃，火焰呈蓝色。
【归纳小结】
工业炼铁
上述反应原理也用于工业炼铁:
原料：
主要反应:
高炉
铁矿石、焦炭、热空气、石灰石
工业炼铁的主要设备：
①提供热源、维持炉温；
②生成还原气CO。
造渣除杂
Fe2O3+3CO ＝ 2Fe+3CO2
高温
＿Fe3O4 +＿CO ＝ ＿Fe+＿CO2
高温
4
3
4
1
C+O2
CO2
点燃
CO2＋C
2CO
高温
【归纳小结】
例1.右图是用CO还原CuO的
实验装置，回答下列问题：
（1）有下列实验步骤：
①加热；②通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先_____，然后______。
（2）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为 ，说明有 生成，B装置中出现的现象为______________，说明有_________生成。
①
②
粉末由黑变红
Cu
石灰水变浑
CO2
【典例精讲】
例2.（2021·湖南益阳·中考真题）我国古代冶炼锌和铜的合金（外观
似黄金，又称黄铜）的工艺流程如图：
【典例精讲】
己知：ZnCO3加热分解可得到ZnO。
（1）气体A中，除CO2外还含有的另一种气体为_____（填化学式）；
（2）下列方法可鉴别黄铜和黄金的是_____（填数字序号）；
①对比两者颜色的不同
②取样品分别灼烧
（3）写出流程中生成锌的一个置换反应的方程式____ _。
【归纳小结】
②
CO
1.完成配套练习册；
2.预习第3节内容。
【作业布置】
谢 谢！