5.2 金属矿物 铁的冶炼(共35张PPT)-初中化学沪教版九年级上册课件

(共35张PPT)
第5章 金属的冶炼与利用
第2节 金属矿物 铁的冶炼
学习目标
1. 了解常见的金属矿物及其主要成分，从铁矿石中将铁还原出来的方法。
2. 知道工业炼铁的原理、设备及原料。
3. 掌握一氧化碳还原氧化铁实验的装置及注意事项。
新课导入
各种各样的金属大多数是通过冶炼金属矿物得到的。合理开发利用金属矿物资源，需要了解各类金属矿物和常见的冶炼方法。
一、常见的金属矿物
金属在自然界中以什么形式存在？
【金属的存在】
定义：金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，
含有矿物的岩石称为矿石。
极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在，其余大多数以化合物存在。
赤铁矿
Fe2O3
褐铁矿
Fe2O3·xH2O
磁铁矿
Fe3O4
FeS2
黄铁矿
菱铁矿
Fe2CO3
铝土矿: 主要成分 Al2O3
明矾石: 主要成分KAl(SO4)2 12H2O
黄铜矿：CuFeS2
辉铜矿：Cu2S
孔雀石：Cu2(OH)2CO3
自然界中极少数金属以单质形式存在　
自然界中以单质存在的金和银
如何从金属化合物中得到金属？
使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
思考
典例精析
自然界中主要以单质形式存在的金属是 ( )
A. Fe
B. Al
C. Mg
D. Ag
D
解析：由于大多数金属的活动性较强。可与氧气等发生反应，因此在自然界中主要以化合物形式存在。以单质形式存在的金属很少，只有化学性质不活泼的几种金属，如Au、Ag等金属在自然界中以单质形式存在。
二、铁的冶炼
如何转化呢？
铁在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位仅次于铝，约占地壳总质量的 4.75%。
【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；
2.实验装置：
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
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
【工业炼铁】
1. 原料：铁矿石：提供铁元素
焦炭：①提供热源、维持炉温
②生成还原剂CO
热空气
石灰石：造渣除杂。
2.主要反应原理:
高炉
3.工业炼铁的主要设备：
高温
Fe3O4 +4CO ═══ 3Fe+4CO2
高温
Fe2O3+3CO ═══ 2Fe+3CO2
赤铁矿炼铁:
磁铁矿炼铁:
通过高炉炼出的铁是含有少量杂质的生铁，不是纯铁。
拓展视野
金属的冶炼方法
许多金属 (如锰、锌、铁、镍和铅等)的治炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。
有些金属 (如钠、钾、镁和铝等)很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。例如，在一定条件下，从氧化铝制金属铝就需要使用电解的方法。
通常把金属 ( 如铁 )跟氧结合生成金属氧化物 ( 如氧化铁 )的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气和一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。
通电
2Al2O3 ═══ 4Al ＋ 3O2 ↑
典例精析
把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是（　　）
A．钢 B．生铁 C．纯铁 D．锰钢
B
解析：通过高炉炼出的铁是含有少量杂质的生铁，不是纯铁。
课堂小结
金属矿物
铁的冶炼
常见的金属矿物
铁的冶炼
铁矿物
铝矿物
铜矿物
1.菱铁矿的主要成分是FeCO3，下列有关说法正确的是（　 ）
A．菱铁矿是铁的合金
B．菱铁矿中铁元素的质量分数为48.3%
C．FeCO3中铁的化合价为+3
D．FeCO3是含有氧元素的化合物
D
当堂小练
2. 下列说法中，正确的是（　 ）
A．地壳中含量最多的金属元素是铁
B．赤铁矿、磁铁矿是重要的金属资源
C．铝比铁活泼，所以铁比铝耐腐蚀
D．纯铜的熔点小于铜锌合金
B
3. 下列关于工业炼铁的叙述中错误的是（　　）
A．主要原理为：利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
B．主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等
C．主要设备为高炉
D．主要产物为生铁
A
练习与实践
1.下列各组中的元素都是金属元素的是( )。
Fe、Cu、Si、Zn
Ag、Cu、Al、S
Fe、Cu、Ag、Zn
Na、Al、Hg、P
解析：在选项A中，Si是非金属元素；在选项B中S是非金属元素；
在选项D中P 是非金属元素。
C
2.下列金属矿物中，主要成分属于氧化物的是( ) 。
A.菱铁矿(主要成分FeCO3 )
B.铝土矿(主要成分Al2O3)
C.黄铁矿(主要成分FeS2 )
D.孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]
解析：由两种元素组成，且其中一种元素为氧元素的化合物叫作
氧化物，核对各选项，只有B符合。
B
3.下列叙述不属于铁的物理性质的是( ) 。
A.铁能被磁铁吸引
B.铁能抽成细丝
C.铁质地较软，能传热导电
D.铁丝能在氧气中燃烧
解析：铁能被磁铁吸引是利用铁的磁性；铁能抽成细丝是因为铁有延展性；铁质地较软是因为纯铁的硬度小，铁能传热导电是因为其具有导热、导电性。以上都是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，是铁的物理性质。而铁丝在氧气中燃烧，是化学变化，反映的是铁的化学性质。
D
4.某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如下图所示:
写出上述反应的化学方程式
(1) ；
(2) ;
(3) 。
高温
C+O2 ═══ CO2
高温
CO2+C ═══ 2CO
高温
Fe2O3 +3CO ═══ 2Fe+3CO2
解析：碳(C)在氧气(O2)充足的条件下点燃，生成二氧化碳(CO2)，二氧化碳在高温条件下能与碳(C)反应生成一氧化碳(CO)，一氧化碳可用来还原赤铁矿石。
5.工业上用含氧化铁 480t 的赤铁矿为原料炼铁，得到含杂质4%的生铁。据此填写下列框图中有关物质的质量，并写出完整的计算过程。
480 t
336 t
350 t
课后作业
完成课后习题
谢谢观看
谢谢观看