9.1第一节常见的金属材料(第2课时)课件(共30张PPT 内嵌视频)--2022-2023学年九年级化学鲁教版下册

第一节 常见的金属材料
第 2 课 时
第九单元 金属
1.通过探究生活事例，能我国常见的金属资源，能知道重要的铁矿石和工厂炼铁的基本原理，初步形成保护和合理开发矿产资源的科学态度与责任。
2.通过实验探究，能会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。
学 习 目 标
一、常见金属矿物
1、分布和存在
自然界中以单质存在的金
除少数不活泼的金属如金、银、铂等有单质形式
存在外,其余都以化合物形式存在.
自然界中以单质存在的银
铝土矿 主要成分Al2O3
钾长石 主要成分KAlSi3O8
明矾石 主要成分KAl3(SO4)2(OH)6
常见的几种铝矿石的成分
铝土矿
钾长石
明矾石
黄铜矿主要成分是CuFeS2
黄铜矿
孔雀石 碱式碳酸铜
Cu2(OH)2CO3
孔雀石
常见的几种铁矿石的成分
黄铁矿
主要成分 FeS2
菱铁矿
主要成分FeCO3
磁铁矿
主要成分 Fe3O4
主要成分 Fe2O3
赤铁矿
70%
72%
48%
56%
主要成分中的含铁量
矿石的选择：含铁量高，产物对环境无污染
如何从铁矿石中得到铁呢?
以赤铁矿(主要成分Fe2O3)为例。
Fe2O3 Fe
CO
高温
3CO+Fe2O3 ==== 3CO2 + 2Fe
高温
使金属矿物变成金属单质的过程，叫做金属的冶炼。
分组讨论
炼铁的原理
分组探究一 实验装置
（从反应物的状态、反应条件等方面考虑）
6、熄灭点燃尾气的酒精灯。
步骤：1、通CO；
2、点燃处理尾气的酒精灯；
3、点燃加热Fe2O3的酒精灯；
4、停止加热Fe2O3；
5、待冷却后，停止通CO；
铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来探究炼铁的化学原理。
实验探究9-1 工业炼铁的化学原理
实验原理：
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
实验要求：仔细观察实验顺序，记录实验现象。
实验思考：
1.如何判断反应中生成了什么物质?
2.实验开始时为什么要先通入CO再加热？
3.实验结束后为什么要等玻璃管中的物质冷却后，再停止通入CO？
4.装置中导管末端为什么要加一点燃的酒精灯？你还有什么处理方法？
实验现象：
红棕色固体变成黑色；
澄清石灰水变浑浊。尾气燃烧并产生蓝色火焰
铁Fe
思考1：验证生成物是铁的方法：①用磁铁吸引；②将黑色的固体放入稀盐酸中，若黑色粉末溶解，有气泡产生，且溶液变成浅绿色则黑色粉末为铁。③将黑色固体在O2中点燃，火星四溅。
验证生成物是二氧化碳的方法：澄清的石灰水变浑浊。
CO2
思考：
2. 实验开始时为什么要先通入CO再加热？
3.实验结束后为什么要等玻璃管中的物质冷却后，再停止通入CO？
4. 装置中导管末端为什么要加一点燃的酒精灯？你还有什么处理方法？
排净试管内的空气，防止加热时CO中混有氧气可能发生爆炸。
防止新生成的铁粉被氧化；防止液体倒吸，使玻璃管炸裂
由于一氧化碳有毒性，散失到空气中会造成空气污染，尾气中的CO要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气
CO：早出晚归 酒精灯：迟到早退
【总结】
提示：CO难溶于水，
具有可燃性
还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应。
Fe2O3+ CO 2Fe + CO2
高温
CO得氧被氧化，发生氧化反应，作还原剂
Fe2O3失氧被还原，发生还原反应，作氧化剂
我是还原剂！
3
3
反应的化学方程式
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
2CO+ O2 2CO2
点燃
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3↓ + H2O
尾气的处理方法
方法1：放一点燃的酒精灯点燃处理。方法2：用排水法收集后再处理
方法3：用气球收集后再处理 方法4：用导管送至加热的酒精灯处点燃，作为热量的来源
3C+2Fe2O3 =
高温
H2 C
练习：请写出H2和C还原Fe2O3的化学方程式
高温
3H2+Fe2O3 =
具有还原性的物质: CO
2Fe+3H2O
4Fe+3CO2
变式训练：请写出H2和CO还原CuO的方程式
?
H2+CuO =
Cu+H2O
CO+CuO = Cu + CO2
?
原理
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
原料
铁矿石：
焦炭：
空气：
石灰石：
设备
高炉
产物
生铁，含碳量2%~4.3%，不是纯铁
提供铁元素
提供还原剂，提供能量
提供反应所需氧气
除去铁矿石中的SiO2转化为炉渣
生铁
炼钢：
氧气
钢
用氧化剂把生铁中的杂质氧化除去
高温
钢（含碳量0.03-2%）
合金
分组探究二：工业炼铁
炼铁高炉示意图
分组探究二：工业炼铁
1.原料:
2.设备:
高炉
铁矿石
焦炭
石灰石
3.原理:
c+co2 = 2co
高温
（供热、CO2）
（制还原剂）
c+o２ = co2
点燃
3co+Fe2o3 = 2Fe+3co2
高温
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)

3.较稳定金属(如Hg Ag)
直接加热法: 2HgO = 2Hg+O2
通电
高温
加热
三、冶炼金属的常用方法
MgCl2
Mg＋Cl2
通电
Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2
热还原法:
金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al ‖Zn Fe Sn Pb (H)Cu‖Hg Ag‖Pt Au
电解法
热还原法
直接加热法
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%

思考与交流
不纯物的总质量
纯净物的质量
工业上采用电解铝法冶炼铝，其反应的化学方程式如下:
高温
2Al2O3 4Al+3O2↑
四、含杂质化学方程式计算
（1）5000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石含有多少吨Fe2O3？请列出计算式。
纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度。
（2）2000t含Fe 98%的生铁含有多少吨铁？
请列出计算式。
（3）2000t含杂质2%的生铁含有多少吨铁？
请列出计算式。
5000 t×76%
2000t×98%
2000t×（1-2%）
例 某炼铁厂每天需消耗5000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，理论上可生产含Fe 98%的生铁多少吨？
温馨提示：根据化学方程式计算，代入的数据都是纯净物的质量。
解：Fe2O3质量为5000 t×76%＝3800 t
设：生铁质量为x，则纯铁质量为98%·x
Fe2O3 ＋ 3CO 2Fe ＋3CO2
160　 　　 112
3800t　　 　 98%·x
160∶3800 t＝112∶（98%·x）　　　　
x＝ 2714.3 t
答：理论上可日产含铁98%的生铁2714.3t。
高温
1.钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志，
如图是模拟炼铁的实验装置图。
(1)请你写出冶炼生铁的化学方程式___________________________。
(2)请写出一种证明产物中含铁粉的方法： 。
(3)此装置有不完善的地方，请写出一种改进的方法_______________。
磁铁吸引
添加尾气处理装置
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
课 堂 达 标
2.某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：
（1）该3000t生铁中含纯铁多少吨？
（2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）
x ≈4790t
（2）设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。
解：（1）生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
112
x · 85% 2850t
高温
160
x · 85%
=
112
2850t
答：（1）该3000t生铁中含纯铁2850t。
（2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。
3.（2021·广安）利用如图所示实验装置模拟工
业炼铁。下列说法正确的是( )
C
A. 反应前后 Fe 元素的化合价由 +2 价变为 0 价
B. 充分加热， a 处固体由黑色变为红色
C. b 处可以用澄清石灰水检验生成的 CO2
D. 可用水吸收尾气中的 CO
?
铁的冶炼
课堂小结
铁的冶炼
矿石的种类
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
计算：含杂质物质的相关计算
赤铁矿（主要成分Fe2O3）、磁铁矿（主要成分Fe3O4）、铝土矿（主要成分Al2O3）
原理：
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温