课题3 金属资源的利用和保护第1课时-2022-2023学年九年级化学下册同步教学精品课件(共29张PPT内嵌视频)

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第八单元
课题3 金属资源的利用和保护
课时1
1.知道一些常见的金属(铁等)矿物
2.了解从铁矿石中还原出铁的冶炼方法
3.根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
《关尹子》六七:“我之为我，如灰中金，而不若矿沙之金。破矿得金，淘沙得金，扬灰终身，无得金也。”
一、金属资源在自然界中的存在
《关尹子》六七:“我之为我，如灰中金，而不若矿沙之金。破矿得金，淘沙得金，扬灰终身，无得金也。”
湿法炼铜（也称为胆铜法)。西汉《淮南子·万毕术》中记载:“曾青得铁则为铜。(曾青为硫酸铜)
《天工开物》︰凡治铁成器，取已炒熟铁为之。先铸铁成砧，以为受锤之地。
我国古代人民对金属的利用
Fe +CuSO4 = Cu+ FeSO4
金
铜
铁
金属在自然界的存在形式与金属的活动性顺序有什么关系？
阅读教材p14，回答下列问题
想一想
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除少数很不活泼的金属如 、 等有单质形式存在外，其余都以 的形式存在。
金
银
化合物
活动性越强，越不可能以单质的形式存在在自然界。
想一想
自然界中的金属
人类使用的金属材料
如何由自然界中的金属得到人类使用的金属材料？
多数以化合物形式存在
纯金属
合金
湿法炼铜（也称为胆铜法)。西汉《淮南子·万毕术》中记载:“曾青得铁则为铜。(曾青为硫酸铜)
工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。
矿石在物质分类上属于 (“纯净物”或“混合物”)
混合物
能用来炼铁的矿石
理论上铁元素的最高含量
优缺点
阅读教材p15，填写表格
72.4%
48.3%
铁元素含量低
产生SO2对
环境有影响
铁元素含量高；
产物对环境影响小
70%
39.4%
C-12 O-16 S-32
Fe-56 Cu-64
二、铁的冶炼
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器,从1世纪起,铁便成了一种最主要的金属材料。
1、由铁矿石（以赤铁矿为例）炼成铁，需要除去其中的哪些成分？
除去赤铁矿中的杂质，再除去氧化铁中的氧元素
2、如何除去Fe2O3中的氧元素？
Fe2O3
Fe
利用还原剂C、CO、H2等
随着炼铁工艺的发展，我国的钢铁产量目前已占全球产量一半以上，让我们来了解一下当今的工业炼铁。
结合课本p16,和视频，思考下列问题。
1.工业炼铁的原料、设备、产品分别是什么？
2.各原料分别起什么作用？
3.发生的反应主要有哪些？
原料 作用
设备： ；
铁矿石
焦炭
石灰石
空气
高炉
提供铁元素
①提供热量②产生一氧化碳
将铁矿石中的杂质 SiO2转变为炉渣
提供氧气
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2
高温
产品： ；
生铁
生成的生铁含有较多的碳，要送到炼钢厂，通入氧气将碳转化为二氧化碳，降低含碳量转化为钢
三、实验室一氧化碳还原氧化铁
结合一氧化碳还原氧化铜的实验学习一氧化碳还原氧化铁实验
现象 方程式
直玻璃管内
试管内
酒精灯处
红色的氧化铁变为黑色
澄清的石灰水变浑浊
有蓝色的火焰产生
想一想
1.为什么加热前要先往玻璃管中通入CO呢？
为了排尽玻璃管中的空气，避免CO气体不纯，发生爆炸。
2.为什么实验结束后，要先停止加热，待到玻璃管冷却至室温时，再停止通入CO呢？
防止生成的热的铁接触空气与氧气反应生成氧化铁；
防止液体倒流进玻璃管使玻璃管受热不均炸裂。
对CO还原Fe2O3实验中的尾气处理方法还有哪些，你认为这些方法有什么优点？
想一想
工业炼铁 实验室还原氧化铁
例子 1000 t80％的赤铁矿石能炼出含铁96％的生铁的质量是 ？ 还原1000 t氧化铁能得到铁的质量是？
方程式 含铁原料
物质类别
m氧化铁
产物
物质类别
m铁
相对原子质量：O——16 Fe——56
想一想
赤铁矿
混合物
1000t*80％
生铁
混合物
X*96％
氧化铁
纯净物
1000t
铁
纯净物
X
【例】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？
相对原子质量：
O——16
Fe——56
解：设理论上可以炼出生铁的质量为x
答：含铁96%的生铁的质量为583 t
利用化学方程式计算只能代入纯净物的质量
小结
纯净物的质量=混合物的质量×纯度(质量分数)
混合物质量
×质量分数
÷质量分数
纯净物质量
1.某钢铁厂每天消耗4000 t含Fe2O380%的赤铁矿石，该钢铁厂理论上可日产含Fe 90%的生铁质量是多少？（计算结果保留到0.1）
2.要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？
学以致用
（相对原子质量：Fe 56 O 16 C 12）
练一练
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
2.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代；铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是（ ）
①地壳中的金属元素的含量 ②金属活动性顺序
③金属的导电性 ④金属的延展性
A.① B.② C.③ D.④
C
B
3.下列关于铁的做法或说法错误的是 (　　)
A.用铁桶盛放硫酸铜溶液
B.铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气
C.铁钉在潮湿的空气中易生锈
D.炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧而生成了铁
4.下列有关高炉炼铁的说法中正确的一组是(　　)
①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳和供热；
②高炉炼铁原料只有铁矿石、焦炭和石灰石；
③高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理：
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
A. ①② B. ②③ C. ①②③ D. ①③
A
D
5、炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据题图和所学知识判断，下列说法错误的是（　　）
A．生铁属于混合物
B．炼铁过程中所有元素的化合价均发生了改变
C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D．工业炼铁的设备是高炉
B
6.如图是“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置，关于该实验说法正确的是（ ）。
A. 充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡
B. 在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色
C.该实验的反应原理为
D. 在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中
A
7、用“W”形玻璃管进行微型实验，如图所示。下列说法不正确的是 （　　）
A．a处红棕色粉末变为黑色
B．a处的反应为CO+Fe2O3=2Fe+CO2
C．b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成
D．可利用点燃的方法进行尾气处理
B
8．用“W”型玻璃管进行微型实验，如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．a处红棕色粉末变为黑色
B．a处发生的反应是置换反应
C．b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成
D．该实验的优点之一是节约药品
B
9、金属冶炼是把金属化合物转变成金属单质，如炼铜的方法有：
（1）湿法炼铜：Fe+CuSO4= Cu+FeSO4，这是利用铁的活动性比铜 （“强”或“弱”）；
（2）干法炼铜：CO+CuO = Cu+CO2，这是利用CO的 性。
（3）某地区有两种矿石储量丰富：①赤铁矿（主要成分是Fe2O3）②黄铁矿（主要成分是FeS2），若从保护环境的角度考虑，炼铁厂应选用该地区的铁矿石是 （填序号）。
强
还原
加热
①
10、如图所示的是一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题：
（1）A处的现象是 ；
B处的现象是 ；
（2）C处酒精灯的作用是 。
澄清石灰水变浑浊
红棕色粉末变为黑色
尾气处理，防止CO逸散到空气中污染空气
11、某同学设计了用一氧化碳与氧化铁反应来探究炼铁原理的装置，如图．
（1）实验时先通入一会儿一氧化碳再加热，其目的是为了防止 　 　；
（2）从环保角度上看，上述装置有不足之处，改进措是 ．
（2）玻璃管中发生反应的化学方程式为 ；

一氧化碳与空气混合，发生爆炸
在装置尾部放燃烧的酒精灯