课题3金属资源的利用和保护（课件23页）（第1课时）-2022-2023学年九年级化学人教版下册

(共22张PPT)
第八单元 课题3
金属资源的
利用和保护
第1课时 铁的冶炼
无处不在的金属材料
金属元素在地壳中的含量
地壳中含量最高的元素是铝！
元素名称 质量分数/%
铝 7.73
铁 4.75
钙 3.45
钠 2.74
钾 2.47
镁 2.00
锌 0.008
铜 0.007
银 0.000 01
金 0.000 000 5
金属元素在自然界中的存在形式
自然界以单质形式存
自然界以单质形式
金
银
单 质
极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）
金属元素在自然界中的存在形式
化合物
化学性质较活泼的金属（如铁、锌、钠和钙等）
金属化合物在自然界以矿物质形式存在，称为矿石
铝土矿
（主要成分是Al2O3 ）
黄铜矿
（主要成分是CuFeS2 ）
辉铜矿
（主要成分是Cu2S ）
金属元素在自然界中的存在形式
思考：
假如你是炼铁厂的老板，你会选择那种铁矿石来炼铁？
赤铁矿
（主要成分是Fe2O3 ）
磁铁矿
（主要成分是Fe3O4 ）
菱铁矿
（主要成分是FeCO3 ）
黄铁矿
（主要成分是FeS2）
70%
72.4%
48.3%
46.7%
金属含量高
冶炼过程中对环境污染小
冶炼途径尽可能简便
使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼
金属的冶炼
化合物
单质
Fe2O3
Fe3O4
Fe
H2
C
CO
还原剂
失去氧元素（发生还愿反应）
常见的还原剂
实验室模拟炼铁
Fe2O3
+ CO
红棕色粉末
无色、无味的气体，难溶于水，有毒，可燃
实验室模拟炼铁
原 理
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
装 置
酒精喷灯
硬质玻璃管
收集再处理法
回收再利用法
尾气处理
防止有毒的CO污染空气
实验室模拟炼铁
确定了装置，我们该如何操作了呢？
请将给定的实验步骤排序
通入纯净的CO
点燃酒精喷灯给氧化铁加热
检查装置气密性
熄灭酒精喷灯
向硬质玻璃管中装入氧化铁
继续通CO直至装置冷却
实验步骤
检查装置气密性
向硬质玻璃管中装入氧化铁
通入纯净的CO
点燃酒精喷灯给氧化铁加热
熄灭酒精喷灯
继续通CO直至装置冷却
一氧化碳早出晚归
酒精喷灯迟到早退
实验室模拟炼铁
现 象
红色粉末（氧化铁）逐渐变成黑色
澄清的石灰水逐渐变浑浊
尾气燃烧产生蓝色火焰
实验室模拟炼铁
石灰水倒吸使硬质玻璃管破裂
防止生成铁粉再次被氧化
1. 为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？
排尽装置内的空气，防止加热发生爆炸
2.为什么要先停止加热，待物质冷却后再停止通CO
实验室模拟炼铁
得到的黑色粉末是铁粉吗？
取样，加入稀盐酸有气泡产生
取样，加入硫酸铜溶液有红色固体析出
工业炼铁
古代炼铁
现代炼铁高炉
工业炼铁
工业炼铁的原料
焦 炭
铁矿石
石灰石
空 气
工业炼铁设备
高 炉
焦炭的作用
生成CO，提供热量
石灰石的作用
将矿石中SiO2转化为炉渣
工业炼铁得到产品
生铁
实验室这样横向装置也能得到铁，工业上为什么要采用纵向的高炉呢？
实验室的装置只有CO在流动，而高炉中铁矿石在下落，热气流同时上升，反应更充分
联系实际 学以致用
用1000 t 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
我帮炼铁厂解决实际问题
解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高温
160 2×56
1000t×80％ x·96%
160 2×56
1000t×80％ x·96%
=
x =
2×56× 1000t×80％
160×96%
=583 t
答：理论上可以炼出含铁96％的生铁583吨。
铁矿石与氧化铁，铁与生铁之间有什么的关系？
铁矿石
Fe2O3
Fe
混合物
化合物
（纯净物）
单 质
（纯净物）
生 铁
（主要含铁）
合 金
（混合物）
物质的纯度 = ×100%
不纯物的总质量
纯净物的质量
从石头到钢铁
古代人智慧的结晶
社会进步的基础
现代文明的脊梁