6.3金属矿物与冶炼 课件(共37张PPT 内嵌视频) --2022-2023学年九年级化学下册（科粤版）
文档属性
| 名称 | 6.3金属矿物与冶炼 课件(共37张PPT 内嵌视频) --2022-2023学年九年级化学下册（科粤版） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 82.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-27 08:12:24 | ||
图片预览
文档简介
(共37张PPT)
6.3 金属矿物与冶炼
科粤版 化学（初中）
学习目标
重点、难点
1.会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算；
2.掌握工业炼铁的原理。
1.知道常见金属矿物的主要成分；
2.掌握实验室模拟炼铁的实验原理，操作及注意事项，能描述实验现象并正确书写相关的化学方程式；
3.知道工业炼铁的原理：原料、设备及产品；
4.能根据化学方程式对某些含有杂质的反应物或生成物进行计算。
新课引入
为人类社会作出许多贡献的金属是从哪里来的呢？它们来自地壳中天然存在的矿物。其中，有少数很不活泼的金属，如金、银、铂能以单质形态存在，绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物之中。
新课引入
常见金属在地壳中的质量分数
由此可见：铝和铁的含量最多，加上钙、钠、钾、镁一共6种金属元素，占了地壳总质量的23. 14%,其余众多金属元素在地壳中的储存量是很少的。例如铜，仅占十万分之七，金就更少了，仅占十亿分之五。
常见金属元素在地壳中所占的质量分数 元素名称 铝 铁 钙 钠 钾 镁 其余60余种金
属元素
质量分数/% 7.73 4.75 3.45 2.74 2.47 2.00 <1
新课讲解
自然界中极少数金属以单质形式存在
新课讲解
自然界中以单质存在的金
自然界中以单质存在的银
一、金属矿石
1、少数很不活泼的金属，如Au、Ag以单质形式存在，
大部分以化合物形式存在。
2、金属的冶炼先后顺序
（1）金属活动性
（2）金属的冶炼难易程度
注：与金属地壳中的含量无关
新课讲解
赤铁矿
Fe2O3
褐铁矿
Fe2O3·XH2O
磁铁矿
Fe3O4
FeS2
黄铁矿
菱铁矿
Fe2CO3
新课讲解
铝土矿:
主要成分 Al2O3
明矾石: 主要成分KAl(SO4)2 12H2O
赤铜矿:
Cu2O
新课讲解
如何转化呢？
新课讲解
视频：一氧化碳还原氧化铁
新课讲解
进行课本177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。
新课讲解
【观察与思考】
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？
新课讲解
观察实验并思考下列问题:
【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。
新课讲解
【交流与讨论】
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
新课讲解
【交流与讨论】
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
新课讲解
【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
尾气的处理：
目 的： 。
新课讲解
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。
新课讲解
【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。
新课讲解
【交流与讨论】
观察实验并思考下列问题:
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。
新课讲解
【观察活动】
新课讲解
新课讲解
【观察与思考】
1.石灰石的作用是什么？
使有矿石中二氧化硅转变成炉渣而除去。
2.工业上用该方法得到的是纯铁吗？
不是，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。钢硬而韧，有弹性，可铸可锻。
新课讲解
【交流与讨论】
【观察与思考】
（1）生铁炼钢
将生铁放在炼钢炉里，吹进氧气进行冶炼，降低其含碳量并除去硫、磷等杂质，从而得到钢
（2）生铁和钢
类别 生铁 钢
含碳量 2%~4% 0.03%~2%
含杂质（硫、磷等） 多 少
机械性能 硬而脆，不利于加工，可铸不可锻 硬而韧、有弹性，可铸可锻
共性 都是铁的合金 新课讲解
在实际生产中,炼铁利用的并不是纯净的氧化铁或四氧化三铁,得到的也往往是含有一定量碳的生铁。那么要计算冶炼一定量的生铁需要矿石的量或者计算一定量的矿石可以冶炼出多少生铁,该如何进行呢
化学方程式中的任何一种物质都是纯净物,涉及含杂质的物质时,要将含杂质的物质转化为纯净物再代入化学方程式进行计算。
新课讲解
有关杂质问题的计算的故事
纯净物的质量 ＝ 不纯物质的总质量×纯度
纯度＝ ×100%
纯净物的质量
不纯物质的总质量
新课讲解
在实际生产中，所用的原料或产物般都含有杂质。
在计算中应该考虑杂质问题。
例1：用 1 000 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
纯净物的质量 ＝ 不纯物质的总质量×纯度
纯度＝ ×100%
纯净物的质量
不纯物质的总质量
新课讲解
解：1000 t 赤铁矿石含氧化铁的质量为1000 t×80% =800 t
设 800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 x。
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
160
112
800t
x
160
112
=
800t
x
x=560t
含铁 96% 的生铁质量为:
560 t ÷96% = 583 t
答：理论上可以炼出含铁 96% 的生铁583 t
新课讲解
解法一：
解：理论上可以炼出含铁 96% 的生铁的质量为x
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
160
112
1000t×80%
96%x
160
112
=
800t
96%x
x=583 t
答：理论上可以炼出含铁 96% 的生铁583 t
新课讲解
解法二：
典例讲解
例1.（2022·山东滨州·中考真题）如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是（ ）
A．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸
B．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应
C．实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色
D．装置中导管末端加一点燃的酒精灯，目的是为了燃烧未反应的一氧化碳，防止污染环境
典例讲解
【答案】C
【解析】A.一氧化碳不纯时会发生爆炸，则实验开始前要先通入一氧化碳再加热，目的是除去玻璃管内的空气，该选项说法正确；B.玻璃管中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，其中氧化铁失去了氧，发生了还原反应，该选项说法正确；C.由于氧化铁是红棕色，铁粉是黑色，则玻璃管内的现象是红色粉末变黑色，该选项说法错误；D.由于一氧化碳有毒，会污染空气，则尾部加一台燃着的酒精灯，目的是除去一氧化碳，防止污染空气，该选项说法正确。
②存在地方：地壳和海洋
例2.（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（ ）
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以游离态存在
典例讲解
【答案】A
【解析】A、碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，木炭的主要成分是碳，可以是木炭，故选项说法正确。B、碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，故选项说法错误。C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，反应后的尾气不能直接排放，故选项说法错误。D、Y是氧化铁，铁元素以化合态存在，故选项说法错误。故选A。
典例讲解
1．如图为实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置。下列有关说法错误的是（ ）
A．实验结束后，玻璃管内的粉末由黑色变成红棕色
B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
C．实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一
直通一氧化碳，直到玻璃管冷却
D．实验时，试管中的澄清石灰水变浑浊，证
明该反应有二氧化碳生成
达标检测
2.下列变化过程不属于金属冶炼的是（ ）
A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧
C．焦炭与氧化铜在高温下反应
D．高温下一氧化碳与氧化铁反应
B
3.在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，这是我国最早发明的“湿法炼铜”做法，湿法炼铜用硫酸将铜矿中的铜元素转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，这种方法叫湿法炼铜。下列金属不能如法炮制“湿法炼铜”的是（ ）
A．镁 B．锌 C．铝 D．银
D
达标检测
1.完成配套练习册；
2.预习6.4 珍惜和保护金属资源；
3.书面作业：课后习题1、2、3、4。
作业布置
谢 谢！
6.3 金属矿物与冶炼
科粤版 化学（初中）
学习目标
重点、难点
1.会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算；
2.掌握工业炼铁的原理。
1.知道常见金属矿物的主要成分；
2.掌握实验室模拟炼铁的实验原理，操作及注意事项，能描述实验现象并正确书写相关的化学方程式；
3.知道工业炼铁的原理：原料、设备及产品；
4.能根据化学方程式对某些含有杂质的反应物或生成物进行计算。
新课引入
为人类社会作出许多贡献的金属是从哪里来的呢？它们来自地壳中天然存在的矿物。其中，有少数很不活泼的金属，如金、银、铂能以单质形态存在，绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物之中。
新课引入
常见金属在地壳中的质量分数
由此可见：铝和铁的含量最多，加上钙、钠、钾、镁一共6种金属元素，占了地壳总质量的23. 14%,其余众多金属元素在地壳中的储存量是很少的。例如铜，仅占十万分之七，金就更少了，仅占十亿分之五。
常见金属元素在地壳中所占的质量分数 元素名称 铝 铁 钙 钠 钾 镁 其余60余种金
属元素
质量分数/% 7.73 4.75 3.45 2.74 2.47 2.00 <1
新课讲解
自然界中极少数金属以单质形式存在
新课讲解
自然界中以单质存在的金
自然界中以单质存在的银
一、金属矿石
1、少数很不活泼的金属，如Au、Ag以单质形式存在，
大部分以化合物形式存在。
2、金属的冶炼先后顺序
（1）金属活动性
（2）金属的冶炼难易程度
注：与金属地壳中的含量无关
新课讲解
赤铁矿
Fe2O3
褐铁矿
Fe2O3·XH2O
磁铁矿
Fe3O4
FeS2
黄铁矿
菱铁矿
Fe2CO3
新课讲解
铝土矿:
主要成分 Al2O3
明矾石: 主要成分KAl(SO4)2 12H2O
赤铜矿:
Cu2O
新课讲解
如何转化呢？
新课讲解
视频：一氧化碳还原氧化铁
新课讲解
进行课本177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。
新课讲解
【观察与思考】
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？
新课讲解
观察实验并思考下列问题:
【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。
新课讲解
【交流与讨论】
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
新课讲解
【交流与讨论】
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
新课讲解
【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
尾气的处理：
目 的： 。
新课讲解
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。
新课讲解
【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。
新课讲解
【交流与讨论】
观察实验并思考下列问题:
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。
新课讲解
【观察活动】
新课讲解
新课讲解
【观察与思考】
1.石灰石的作用是什么？
使有矿石中二氧化硅转变成炉渣而除去。
2.工业上用该方法得到的是纯铁吗？
不是，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。钢硬而韧，有弹性，可铸可锻。
新课讲解
【交流与讨论】
【观察与思考】
（1）生铁炼钢
将生铁放在炼钢炉里，吹进氧气进行冶炼，降低其含碳量并除去硫、磷等杂质，从而得到钢
（2）生铁和钢
类别 生铁 钢
含碳量 2%~4% 0.03%~2%
含杂质（硫、磷等） 多 少
机械性能 硬而脆，不利于加工，可铸不可锻 硬而韧、有弹性，可铸可锻
共性 都是铁的合金 新课讲解
在实际生产中,炼铁利用的并不是纯净的氧化铁或四氧化三铁,得到的也往往是含有一定量碳的生铁。那么要计算冶炼一定量的生铁需要矿石的量或者计算一定量的矿石可以冶炼出多少生铁,该如何进行呢
化学方程式中的任何一种物质都是纯净物,涉及含杂质的物质时,要将含杂质的物质转化为纯净物再代入化学方程式进行计算。
新课讲解
有关杂质问题的计算的故事
纯净物的质量 ＝ 不纯物质的总质量×纯度
纯度＝ ×100%
纯净物的质量
不纯物质的总质量
新课讲解
在实际生产中，所用的原料或产物般都含有杂质。
在计算中应该考虑杂质问题。
例1：用 1 000 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
纯净物的质量 ＝ 不纯物质的总质量×纯度
纯度＝ ×100%
纯净物的质量
不纯物质的总质量
新课讲解
解：1000 t 赤铁矿石含氧化铁的质量为1000 t×80% =800 t
设 800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 x。
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
160
112
800t
x
160
112
=
800t
x
x=560t
含铁 96% 的生铁质量为:
560 t ÷96% = 583 t
答：理论上可以炼出含铁 96% 的生铁583 t
新课讲解
解法一：
解：理论上可以炼出含铁 96% 的生铁的质量为x
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
160
112
1000t×80%
96%x
160
112
=
800t
96%x
x=583 t
答：理论上可以炼出含铁 96% 的生铁583 t
新课讲解
解法二：
典例讲解
例1.（2022·山东滨州·中考真题）如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是（ ）
A．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸
B．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应
C．实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色
D．装置中导管末端加一点燃的酒精灯，目的是为了燃烧未反应的一氧化碳，防止污染环境
典例讲解
【答案】C
【解析】A.一氧化碳不纯时会发生爆炸，则实验开始前要先通入一氧化碳再加热，目的是除去玻璃管内的空气，该选项说法正确；B.玻璃管中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，其中氧化铁失去了氧，发生了还原反应，该选项说法正确；C.由于氧化铁是红棕色，铁粉是黑色，则玻璃管内的现象是红色粉末变黑色，该选项说法错误；D.由于一氧化碳有毒，会污染空气，则尾部加一台燃着的酒精灯，目的是除去一氧化碳，防止污染空气，该选项说法正确。
②存在地方：地壳和海洋
例2.（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（ ）
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以游离态存在
典例讲解
【答案】A
【解析】A、碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，木炭的主要成分是碳，可以是木炭，故选项说法正确。B、碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，故选项说法错误。C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，反应后的尾气不能直接排放，故选项说法错误。D、Y是氧化铁，铁元素以化合态存在，故选项说法错误。故选A。
典例讲解
1．如图为实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置。下列有关说法错误的是（ ）
A．实验结束后，玻璃管内的粉末由黑色变成红棕色
B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
C．实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一
直通一氧化碳，直到玻璃管冷却
D．实验时，试管中的澄清石灰水变浑浊，证
明该反应有二氧化碳生成
达标检测
2.下列变化过程不属于金属冶炼的是（ ）
A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧
C．焦炭与氧化铜在高温下反应
D．高温下一氧化碳与氧化铁反应
B
3.在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，这是我国最早发明的“湿法炼铜”做法，湿法炼铜用硫酸将铜矿中的铜元素转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，这种方法叫湿法炼铜。下列金属不能如法炮制“湿法炼铜”的是（ ）
A．镁 B．锌 C．铝 D．银
D
达标检测
1.完成配套练习册；
2.预习6.4 珍惜和保护金属资源；
3.书面作业：课后习题1、2、3、4。
作业布置
谢 谢！