粤教版化学九年级下册同步课件：6.3 金属矿物与冶炼(共28张PPT)
文档属性
| 名称 | 粤教版化学九年级下册同步课件：6.3 金属矿物与冶炼(共28张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 8.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-06-24 15:46:39 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
第六章 金属
6.3 金属矿物与冶炼
学习目标
1.知道元素有两种存在形式。
2.了解钢铁是怎样炼成的。
3.了解生铁和钢的成分区别与主要性能的区别。
4.初步学会关于含杂质物质的化学方程式技术。
新知导入
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。
新知导入
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？
新知探究
金属资源在自然界的存在
自然界除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
新知探究
常见的金属矿石
赤铁矿
磁铁矿
铝土矿
辉铜矿
黄铜矿
新知探究
在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么？
钢铁是怎样炼成的？
新知探究
铁矿石
铁
矿石如何变成金属？？？
新知探究
生熟炼铁炉（二） 生熟炼铁炉（一）
新知探究
炼铁原理 在高温下，利用高炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 高炉内发生的有关化学反应 以赤铁矿为原料， 主要反应为：Fe2O3+3CO ====2Fe+3CO2 焦炭的作用为（1）提供热量： C+O2 ====CO2 （2）提供还原剂： C+CO2 ==== 2CO 石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去 产品 生铁（含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁） 工业炼铁
高温
高温
高温
新知探究
一氧化碳还原氧化铁实验
新知探究
实验药品 氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验仪器 铁架台（2套）、硬质玻璃管、单孔橡皮塞（2个）、酒精喷灯、酒精灯、试管、双孔橡皮塞、导气管若干
实验装置
新知探究
实验步骤
检查装置气密性→装药品，固定仪器→通入CO气体→验纯后点燃酒精灯→点燃酒精喷灯→反应结束后熄灭酒精喷灯→冷却后停止通CO→熄灭酒精灯
实验现象
（1）红棕色粉末逐渐变为黑色；（2）试管中的澄清石灰水变浑浊；（3）尾气燃烧并产生蓝色火焰
一氧化碳早出晚归
酒精喷灯迟到早退
新知探究
1. 一氧化碳还原氧化铁的实验中反应条件是高温，不是加热。
2. 检验一氧化碳还原氧化铁固体生成物的方法：
（1）用磁铁吸引；
（2）加入足量的稀盐酸，若黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色，则黑色粉末为铁。
3.一氧化碳是有毒的可燃性气体，使用前必须验纯。
新知探究
1. 铁粉具有疏松无规则结构，对自然光有较大吸收能力，所以显黑色而非银白色。初中阶段常见的黑色粉末物质还有炭粉、氧化铜、四氧化三铁、二氧化锰等。
2. 在炼铁过程中，一氧化碳发生氧化反应，氧化铁发生还原反应，因此一氧化碳具有还原性。氢气、焦炭、一氧化碳都具有还原性，这些物质可以用来冶炼金属。
新知探究
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。
新知探究
1. 高炉炼铁得到的是生铁，其主要成分是铁，还含有C、Mn等元素；实验室中CO还原Fe2O3所得到的是纯净的铁。
2. 炼铁的主要原料是铁矿石，主要产品是生铁，炼钢的主要原料是生铁，主要产品是钢。将生铁炼成钢主要是将过量的碳转化为气体除去，“百炼成钢”的主要反应是
C+O2 CO2 。
高温
新知探究
高温
生铁和钢的比较
铁合 金 主要元素 杂质 元素 含碳量 机械性能 应用
生铁
钢
制造机械，交通工具，武器等
硬而有韧性,机械性能好,可铸、可锻、可压延
0.03%-2%
C、Si
(S、P极少)
Fe
硬而脆,无韧性,可铸不可锻
2%-4.3%
C、Si、、S、P
Fe
铁锅,暖气片,机床底座
新知探究
高温
冶炼金属的常用方法
1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI)
电解法: 2Al2O3 === 4Al+3O2↑
2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu)
热还原法: Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 ↑
3.较稳定金属(如Hg Ag)
直接加热法: 2HgO === 2Hg+O2 ↑
4.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在
通电
高温
加热
新知探究
高温
例如：
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
5、湿法冶金：
6、Au、Pt以单质极少量存在于自然界，可采用物理方法获得。
新知探究
有关化学反应中杂质问题的计算
【例题】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％
的生铁多少吨？
赤铁矿
(主要成分是Fe2O3)
只有纯净物才能代入化学方程式进行计算
新知探究
【例题】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨？
1000t×80％=800t
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
160 2×56
800t x
x=560t
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为
设：800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。
折合为含铁96％的生铁的质量为：
560t÷96％=583t
答：1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583t。
高温
160
2×56
=
800t
x
新知探究
不纯物质、纯物质、物质纯度之间的关系
（1）纯度= × 100%=1-杂质的质量分数。
（2）纯物质的质量=不纯物质的总质量×纯度（纯物质的质量分数）。
（3）不纯物质的总质量= 。
（4）杂质的质量=不纯物质的总质量×（1-纯度）。
新知探究
含杂质物质的化学反应计算的一般步骤
（1）将含有杂质物质的质量换算成纯净物的质量。
（2）将纯净物的质量代入化学方程式进行计算。
（3）将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质的质量。
进行含杂质物质的计算时，要看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是纯物质的质量分数，计算时一般都假定杂质不发生反应。
课堂小结
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
课堂达标
1.下列有关金属的说法，正确的是（ ）
A.多数金属以单质的形式存在
B.在地壳中含量最高的金属元素是铁
C.常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿
D.人类每年从自然界提取量最大的金属是铝
C
课堂达标
2.钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说法正确的是（ ）
A.该实验不需要增加尾气处理装置
B.该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C.NaOH溶液可以检验气体产物
D.反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
B
谢 谢 观 看
第六章 金属
6.3 金属矿物与冶炼
学习目标
1.知道元素有两种存在形式。
2.了解钢铁是怎样炼成的。
3.了解生铁和钢的成分区别与主要性能的区别。
4.初步学会关于含杂质物质的化学方程式技术。
新知导入
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。
新知导入
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？
新知探究
金属资源在自然界的存在
自然界除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
新知探究
常见的金属矿石
赤铁矿
磁铁矿
铝土矿
辉铜矿
黄铜矿
新知探究
在生产和日常生活中应用最广泛的金属是什么？
钢铁是怎样炼成的？
新知探究
铁矿石
铁
矿石如何变成金属？？？
新知探究
生熟炼铁炉（二） 生熟炼铁炉（一）
新知探究
炼铁原理 在高温下，利用高炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 高炉内发生的有关化学反应 以赤铁矿为原料， 主要反应为：Fe2O3+3CO ====2Fe+3CO2 焦炭的作用为（1）提供热量： C+O2 ====CO2 （2）提供还原剂： C+CO2 ==== 2CO 石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去 产品 生铁（含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁） 工业炼铁
高温
高温
高温
新知探究
一氧化碳还原氧化铁实验
新知探究
实验药品 氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验仪器 铁架台（2套）、硬质玻璃管、单孔橡皮塞（2个）、酒精喷灯、酒精灯、试管、双孔橡皮塞、导气管若干
实验装置
新知探究
实验步骤
检查装置气密性→装药品，固定仪器→通入CO气体→验纯后点燃酒精灯→点燃酒精喷灯→反应结束后熄灭酒精喷灯→冷却后停止通CO→熄灭酒精灯
实验现象
（1）红棕色粉末逐渐变为黑色；（2）试管中的澄清石灰水变浑浊；（3）尾气燃烧并产生蓝色火焰
一氧化碳早出晚归
酒精喷灯迟到早退
新知探究
1. 一氧化碳还原氧化铁的实验中反应条件是高温，不是加热。
2. 检验一氧化碳还原氧化铁固体生成物的方法：
（1）用磁铁吸引；
（2）加入足量的稀盐酸，若黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色，则黑色粉末为铁。
3.一氧化碳是有毒的可燃性气体，使用前必须验纯。
新知探究
1. 铁粉具有疏松无规则结构，对自然光有较大吸收能力，所以显黑色而非银白色。初中阶段常见的黑色粉末物质还有炭粉、氧化铜、四氧化三铁、二氧化锰等。
2. 在炼铁过程中，一氧化碳发生氧化反应，氧化铁发生还原反应，因此一氧化碳具有还原性。氢气、焦炭、一氧化碳都具有还原性，这些物质可以用来冶炼金属。
新知探究
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。
新知探究
1. 高炉炼铁得到的是生铁，其主要成分是铁，还含有C、Mn等元素；实验室中CO还原Fe2O3所得到的是纯净的铁。
2. 炼铁的主要原料是铁矿石，主要产品是生铁，炼钢的主要原料是生铁，主要产品是钢。将生铁炼成钢主要是将过量的碳转化为气体除去，“百炼成钢”的主要反应是
C+O2 CO2 。
高温
新知探究
高温
生铁和钢的比较
铁合 金 主要元素 杂质 元素 含碳量 机械性能 应用
生铁
钢
制造机械，交通工具，武器等
硬而有韧性,机械性能好,可铸、可锻、可压延
0.03%-2%
C、Si
(S、P极少)
Fe
硬而脆,无韧性,可铸不可锻
2%-4.3%
C、Si、、S、P
Fe
铁锅,暖气片,机床底座
新知探究
高温
冶炼金属的常用方法
1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI)
电解法: 2Al2O3 === 4Al+3O2↑
2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu)
热还原法: Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2 ↑
3.较稳定金属(如Hg Ag)
直接加热法: 2HgO === 2Hg+O2 ↑
4.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在
通电
高温
加热
新知探究
高温
例如：
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
5、湿法冶金：
6、Au、Pt以单质极少量存在于自然界，可采用物理方法获得。
新知探究
有关化学反应中杂质问题的计算
【例题】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％
的生铁多少吨？
赤铁矿
(主要成分是Fe2O3)
只有纯净物才能代入化学方程式进行计算
新知探究
【例题】用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨？
1000t×80％=800t
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
160 2×56
800t x
x=560t
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为
设：800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。
折合为含铁96％的生铁的质量为：
560t÷96％=583t
答：1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583t。
高温
160
2×56
=
800t
x
新知探究
不纯物质、纯物质、物质纯度之间的关系
（1）纯度= × 100%=1-杂质的质量分数。
（2）纯物质的质量=不纯物质的总质量×纯度（纯物质的质量分数）。
（3）不纯物质的总质量= 。
（4）杂质的质量=不纯物质的总质量×（1-纯度）。
新知探究
含杂质物质的化学反应计算的一般步骤
（1）将含有杂质物质的质量换算成纯净物的质量。
（2）将纯净物的质量代入化学方程式进行计算。
（3）将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质的质量。
进行含杂质物质的计算时，要看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是纯物质的质量分数，计算时一般都假定杂质不发生反应。
课堂小结
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
课堂达标
1.下列有关金属的说法，正确的是（ ）
A.多数金属以单质的形式存在
B.在地壳中含量最高的金属元素是铁
C.常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿
D.人类每年从自然界提取量最大的金属是铝
C
课堂达标
2.钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说法正确的是（ ）
A.该实验不需要增加尾气处理装置
B.该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C.NaOH溶液可以检验气体产物
D.反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
B
谢 谢 观 看