粤教版九年级化学下册6.3 金属矿物与冶炼课件(共35张PPT)

(共35张PPT)
6.3 金属矿物与冶炼
第六章 金属
5
典型例题
4
课堂小结
3
新课讲授
2
课堂导入
1
知识回顾
1
知识回顾
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
K
金属活动性由强到弱
一、金属活动性顺序
根据金属活动性顺序我们可以知道：
1.在金属活动性顺序里：金属的位置越______ ,它的活动性就越强。
靠前
2. 在金属活动性顺序里：位于____前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的_____。
氢
氢
3. 在金属活动性顺序里：位于_____的金属能把位
于____的金属从它们的化合物的_____里置换出来。（K、Ca、Na除外！）
前面
后面
溶液
二、金属活动性顺序的应用
1.判断金属能否跟酸反应及反应的快慢；
2.判断金属能否与盐溶液反应；
3.判断金属与混合盐溶液的反应先后顺序。
2
课堂导入
大家知道沙里淘金是怎么回事吗？
由于黄金的化学性质稳定，一般不与其他物质反应，所以它以游离态存在于沙石中，在自然的风化作用下，岩石破碎，最后形成沙子和土，而颗粒状的金沙就埋藏在其中，在流水的冲刷、搬运下，泥沙、金子的颗粒和水一起移动。
采金
根据沙和金的密度不同，人们把含有金屑的沙粒在水中荡洗，使沙随水流去而金沉在底部，这就是常说的淘金。经过淘洗大量的沙子后，可以得到很少很少的金粒。
想一想，社会上常用的金属是从哪里来的？
淘洗后的金粒
3
新课讲授
为人类社会作出许多贡献的金属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________、________、________。
(2)化合物形态：绝大多数金属都是以__________形态存在于矿物之中，如赤铁矿、钛铁矿等。
很不活泼
金
银
铂
化合物
01
几种金属矿物
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
赤铁矿
主要成分Fe2O3
磁铁矿
主要成分Fe3O4
黄铁矿
主要成分FeS2
铁矿物
孔雀石
主要成分Cu2(OH)2CO3
赤铜矿
主要成分Cu2O
铝土矿
主要成分Al2O3
铜矿物
铝矿物
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：
由图表可知：地壳中含量最高的金属是铝，其次是铁；
铝、铁加上钙、钠、钾、镁这6种金属元素，占了地壳总含量的23.14%，其余金属的含量是非常少的。
想一想：自然界中的金属矿物是如何变成人们使用的金属产品的呢？
02
钢铁是怎样炼成的？
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。
观察活动
知道炼铁的原理
【实验6-5】利用如图所示的装置，进行一氧化碳与氧化铁反应生成铁的实验。
（1）验纯，检查装置的气密性
（2）先通一氧化碳气体，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。
Fe2O3 +3CO === 2Fe +3CO2
高温
1.药品：赤铁矿(Fe2O3)，一氧化碳(CO)
2.原理：
3.实验步骤：
现象：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。
相关化学方程式：
Fe2O3 +3CO === 2Fe+3CO2；
高温
Ca(OH)2 +CO2 === H2O+CaCO3
2CO+O2 === 2CO2
点燃
①
②
③
【思考】
1.为什么通入一氧化碳，等片刻后点燃尖嘴管处酒精灯？
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，再通一会CO，直至玻璃管冷却，为什么？
防止生成的铁重新被氧化；或石灰水倒流，炸裂玻璃管。
炼铁的反应原理解读：
Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
高温
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；（氧化剂）
CO：能夺氧，具有还原性。（还原剂）
CO、H2 、C
具有还原性的物质:
3C+2Fe2O3 === 4Fe+3CO2↑
高温
练习：请写出H2和C还原Fe2O3的化学方程式
高温
3H2+Fe2O3 === 2Fe+3H2O
钢铁厂炼铁就是根据上述化学反应原理进行的，采用的主要设备是高炉（如右图）。
将铁矿石(主要是赤铁矿）、焦炭和石灰石按一定的比例加入高炉，从炉下部通进热风，使焦炭转变成一氧化碳，并利用它将铁矿石中的铁还原出来。
原料
进气口
思考:石灰石的作用是什么？
使有矿石中的脉石（如二氧化硅）转变成炉渣而除去。
实际上，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。它硬而韧，有弹性，可锻。
生铁
钢
①吹氧冶炼
②除磷、硫
类别 含碳量/% 含杂质 （硫、磷等） 机械性能 机械加工
生铁
钢
2-4.3
0.03-2
多
少
硬而脆
硬而韧，有弹性
可铸不可锻
可铸可锻
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。
中国古代冶铁图
03
我国冶铁行业的发展简史
1949年，我国钢的年产量仅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
有关杂质问题的计算：
例题：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：
方法1：根据化学式：
1000t×80%×70%÷96%=583.3t
方法2：根据化学方程式
赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁
解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x
160 2×56
1000t×80％ x·96%
x =
2×56×1000t×80％
160×96%
= 583.3 t
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3 t 。
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
高温
知识视窗
金属冶炼的常用方法
越活泼的金属,越容易与其他物质形成化合物,也就越难从化合物中还原出金属单质。
越不活泼的金属, 越不容易与其他物质形成化合物,也就越容易从化合物中还原出金属单质。
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
1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI)：
电解法: 2Al2O3 === 4Al+3O2
通电
2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu)
热还原法: Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
高温
3.较稳定金属(如Hg Ag)
直接加热法:2HgO === 2Hg+O2
加热
4.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在
金属矿物与冶炼
CO
还原Fe2O3
铁的冶炼
金属矿物
化合物
单质
工业炼铁
原理
含杂质物质的计算
铜矿物
铁矿物
铝矿物
金
铂
银
原理
原料
设备
0
4
课堂小结
5
典型例题
1.自然界中以单质形式存在的金属是（　　）
A．金
B．铁
C．铝
D．铜
A
2.金属化合物在自然界中大多以矿物形式存在，下列选项中不属于矿物的是（　　）
A．黄铁矿
B．孔雀石
C．赤铜矿
D．碳素钢
D
3.某同学用如图装置进行CO与Fe2O3的反应。下列说法错误的是（　　）
A．加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气
B．溶液X是NaOH溶液，可吸收尾气
C．溶液X是Ca（OH）2溶液以检验产生的CO2气体
D．反应后的固体可能是Fe和Fe2O3的混合物，无法通过加入盐酸并过滤的方法分离得到Fe
B
4.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
C
5.下列关于实验室模拟工业炼铁的过程说法错误的是（　　）
A．实验前要检查装置气密性
B．实验开始要先通一段时间一氧化碳再加热
C．实验结束后要先停止一氧化碳再停止加热
D．实验过程要注意尾气处理
C
6.在炼铁的过程中，下列叙述错误的是( )
A.石灰石的主要作用是除去SiO2
B.用CO将铁从铁矿石中还原出来
C.焦炭燃烧放出大量的热，提高炉温并产生CO
D.炼铁的尾气可以随意的排放
D