第八单元课题3课时1 铁的冶炼 课件 (共21张PPT)-2022-2023学年九年级化学下册（人教版）

(共21张PPT)
第八单元 课题3 金属资源的利用和保护
课时1 铁的冶炼
情景导入
　 从春秋晚期开始,中国在炼铁技术上就开始独领风骚,竖式炼铁炉成了生铁冶炼的主要设备。特别是到了汉代,国家专营的冶铁作坊技艺精进,使生铁得以大量生产。
学习目标
1.知道常见的金属矿物的成分。
2.理解铁的冶炼方法和原理，会计算含杂质物质的有关化学方程式的计算。
授课
一、地球上的金属资源
观察与思考：
地球上的金属资源
广泛存在于
存在形式为
地壳
海洋
多数金属都以化合物形式存在
少数很不活泼的金属如Au、Ag等有单质形式存在
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
常见的金属矿石
金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿
主要成分 CuFeS2 Cu2S
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
Al2O3
赤铁矿
主要成分Fe2O3
磁铁矿
主要成分Fe3O4
菱铁矿
主要成分FeCO3
铝土矿
主要成分Al2O3
黄铜矿
主要成分CuFeS2
辉铜矿
主要成分Cu2S
金属元素在地壳中的含量
元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/%
铝 7.73 镁 2.00
铁 4.75 锌 0.008
钙 3.45 铜 0.007
钠 2.74 银 0.00001
钾 2.47 金 0.0000005
地壳中金属元素的含量前三位是铝、铁和钙。
授课
二、铁的冶炼
观察与思考：
怎样从铁矿石中得到生铁呢
古代炼铁图
铁的冶炼（实验室）
1．炼铁的原理：利用____与_______的反应，将铁从________中还原出来。
2．实验室利用一氧化碳还原氧化铁的实验：
CO
Fe2O3
铁矿石
实验装置图 实验现象 化学方程式
硬质玻璃管内：___________________________
试管内： _______________
酒精灯处：______________ ______________
红棕色粉末逐渐变黑
3CO + Fe2O3 ══ 2Fe +3CO2
高温
澄清石灰水变浑浊
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
气体燃烧并产生蓝色火焰
2CO + O2 ═══ 2CO2
点燃
交流与讨论：
（1）装置尾部酒精的作用是　　　　　　　　　　　　 。
（2）实验开始时，要先　　　　，一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是　　　　　　　　　　　　 。　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　
（3）实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，目的是_____________________________________________
____________________________________（写一条）。
点燃尾气，通入污染空气
通入CO
排出装置内空气，防止加热时发生爆炸　
防止石灰水倒吸炸裂玻璃管
(或防止生成的铁高温时再次被氧化)
3. 工业炼铁：
（1）设备：_____。
（2）原料：________ 、 ______ 、 _______ 、空气。
（3）焦炭的作用:
① ______________ ； ② ______________ 。
（4）石灰石的主要作用是__________________________ 。
（5）高炉内从投入焦炭到生成还原剂CO，A区发生反应
的化学方程式为 ____________________、
____________________。
（6）工业炼铁得到的产品是_______。
（7）如果以磁铁矿为原料炼铁，B区发生反应的
化学方程式为______________________________。
高炉
铁矿石
燃烧提供热量
焦炭
石灰石
生成还原剂CO
将矿石中的二氧化硅转变成炉渣
C + O2 ═══ CO2
点燃
C + CO2 ═══ 2CO
高温
生铁
4CO + Fe3O4 ═══ 3Fe +4CO2
高温
炼铁的有关计算
纯净物的质量
物质的纯度= ×100%
不纯物的总质量
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？（结果保留整数）
解：1000t赤铁矿石中氧化铁的质量为1000t ×80%=800t
设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。
3CO + Fe2O3 ═══ 2Fe +3CO2
高温
160 112
x 800t
=
160
x
800t
112
x = 560t
m(生铁)=560t÷96%≈583t
答：需用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁583t。
铁的冶炼
1.原料：焦炭、石灰石、铁矿石
2.原理：
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。
涉及杂质问题的计算
在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应注意杂质问题。
课堂小结：
课堂检测
1.从效益与环保角度考虑，以下矿石中最不适宜炼铁的是（　）
A．赤铁矿(Fe2O3) B．磁铁矿(Fe3O4)
C．黄铁矿(FeS2) D．菱铁矿(FeCO3)
2.明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷淀,毁罐取出……即倭铅也”(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,泥罐中掺有煤炭),下列说法不正确的是( )
A.倭铅是指金属锌和铅的混合物 B.煤炭中起作用的主要成分是C
C.冶炼Zn的反应的化学方程式为:ZnCO3+3C Zn+3CO↑
D.冶炼过程中有还原反应发生
C
A
3.下列有关铁制品的冶炼和保护的说法中,错误的是( )
A.常见的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿 B.生铁的含碳量比钢高
C.炼铁时,得到的铁是纯铁 D.炼铁需要高温条件4. 用
4.下列矿石冶炼金属时,排放的废气容易引起酸雨的是( )
A.辉铜矿(主要成分Cu2S)　 B.赤铁矿(主要成分Fe2O3)
C.磁铁矿(主要成分Fe3O4)　 D.铝土矿(主要成分Al2O3)
C
A
4.用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是： 。已知铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是( )
A．装置中漏斗的作用是防止倒吸
B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C．该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变
D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe3O4和FeO
D
5．某炼铁厂每天生产含铁96%的生铁700 t，若用含Fe3O4 75%的磁铁矿为原料，理论上每天需要磁铁矿的质量是多少？（结果保留一位小数）
解：m(Fe)=700t ×96%=672t
设需要Fe3O4的质量为x。
4CO + Fe3O4 ═══ 3Fe +4CO2
高温
232 168
x 672t
=
232
672t
x
168
x = 928t
m(磁铁矿)=928t÷75%≈1237.3t
答：需要磁铁矿石的质量为1237.3t。
直击中考
1.（2022·广西梧州）我国古代制取黄铜的原理是: C+ ZnCO3+Cu2O == 2CO2↑+ 2Cu+Zn。下列说法正确的是（ ）
A.黄铜的硬度比纯铜小 B.反应中Cu2O发生氧化反应
C.气体产物中可能含有CO D.黄铜是锌、铜组成的复合材料
2.（2022福建中考）我国古代常用灰吹法炼银(如下图)，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是( )
A. 银是活泼金属
B. 银铅块属于混合物
C. PbO中Pb的化合价为+2
D. 灰吹法炼银过程含有化学变化
C
A
高温
3.(2022皇姑区一模)工业上把铁矿石、焦炭和石灰石一起投放高炉内,从下方通入热空气,最后得到生铁。下列说法中正确的是( )
A.矿石中含铁就可用作
炼铁原料
B.焦炭只起为反应提供
还原剂的作用
C.所得生铁的含碳量为2%~4.3%
D.高炉气体中主要含有一氧化碳和二氧化碳
C
4.（2022重庆B卷）工业炼铁原理为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2，其中CO体现还原性。下列化学反应中有物质体现还原性的是（ ）
A. SO3+H2O=H2SO4
B. H2+CuO Cu+H2O
C. CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2
D. H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
B