8.3 金属资源的利用和保护 第1课时 课件 （共24张PPT)2023-2024学年人教版化学九年级下册

(共24张PPT)
课题3 金属资源的利用和保护
第1课时
人类生活离不开金属
金属有广泛的用途，我们可以从自然界中直接获取金属单质吗？
社会的进步与发展也需要大量的金属
1.能说出常见的金属矿石及其成分。
2.能概述实验室炼铁的原理、装置、步骤和现象。
3.能说出工业炼铁的原料、设备和产品。
4.能掌握含杂质的化学方程式计算的方法。
元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/%
铝（Al） 7.73 镁（Mg） 2.00
铁（Fe） 4.75 锌（Zn） 0.008
钙（Ca） 3.45 铜（Cu） 0.007
钠（Na） 2.74 银（Ag） 0.00001
钾（K ） 2.47 金（Au） 0.0000005
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中
金属元素在地壳中含量
金属在自然界中的存在形式
自然界中以单质形式存在的金
自然界中以单质形式存在的银
少数很不活泼的金属（Au、Ag）以单质形式存在，大多数金属以化合物的形式存在。
黄铁矿(FeS2)
菱铁矿(FeCO3)
铝土矿(Al2O3)
黄铜矿(CuFeS2)
辉铜矿(Cu2S)
赤铁矿(Fe2O3)
常见矿石及主要成分
大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。
【想一想】如果是你某炼铁厂的工程师，你会选择哪种铁矿石，说说你的依据？
金属矿石的来源广
矿石中不含有硫元素，对环境的影响小
赤铁矿（Fe2O3）
古代冶铁图
一、铁的冶炼
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票
上海宝山钢铁公司炼铁高炉
赤铁矿（Fe2O3）
铁（Fe）
思考：
1.由赤铁矿（Fe2O3）得到铁（Fe）需要除去其中哪些成分？
2. 如何除去Fe2O3中的氧元素？
3. 已经学过的具有还原性的物质有哪几种？炼铁最好选用哪一种？为什么？
【探究】炼铁的原理
1.炼铁的原理是将Fe2O3中的氧元素除去；
2.选择还原剂还原氧化铁，除去氧元素；
3.常见的还原剂有C、H2、CO；最好选择CO，因为气体与物质的接触面积大，反应更充分，且成本低。
炼铁的原理：一氧化碳还原氧化铁
检验生成物CO2
防止CO污染空气
提供高温
【实验装置】
1.实验室炼铁
【实验步骤】
①检查装置气密性；
②装入样品并固定；
③点燃尾气后的酒精灯
④向玻璃管内通入CO气体；
⑤给氧化铁加热；
⑥停止加热；
停止通入CO；
熄灭尾气后的酒精灯。
【讨论】
1.先通CO还是先点燃酒精喷灯？为什么？
先通后点的原因是排净空气，防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。
2.先熄灭酒精喷灯还是先停止通CO？为什么？
先熄后停
防止被还原出的铁在较高的温度下重新被氧化
【实验现象】
实验现象
实验原理
红棕色粉末逐渐变黑，试管中的澄清石灰水变浑浊
Fe2O3
3CO2
+
3CO
2Fe
+
观察实验视频，填写下列表格。
一氧化碳还原氧化铁
2.工业炼铁
观看工业炼铁的视频，思考以下问题：
工业炼铁的原料、设备和产品分别是什么？
2. 各原料分别起什么作用？
3. 主要反应有哪些？
C＋O2 CO2 CO2＋C 2CO
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
CaCO3 CaO＋CO2 ↑
CaO＋SiO2 CaSiO3
1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；设备：高炉；
产物：生铁、CO2、炉渣。
2. 原料作用：焦炭提供热量，提供还原剂。
3.反应原理：
高温
===
高温
===
高温
===
高温
===
高温
===
3.含杂质物质的化学方程式的计算
带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量，即必须把含杂质的物质换算成纯净物。
（1）纯物质的质量 = 不纯物质的质量×物质的质量分数
（2）不纯物质的质量 = 纯物质的质量÷物质的质量分数
注意
例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？
分析：代入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：
赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁
方法1：根据化学式：
1 000t×80%×70%÷96% = 583 t （铁元素质量守恒）
方法2：根据化学方程式计算：
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高温
解：1 000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1 000t ×80%＝800t。
设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。
160 112
800t x
160
800t
=
112
x
x＝560t
答： 1 000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为583t。
1.工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是( )
A．CO B．Fe2O3 C．CO2 D．Fe
2.用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)
B
A
3. 如图是CO与Fe2O3反应的实验装置图,下列说法不正确的是（ ）
A. 实验开始时，先通入CO，在装置出口处验纯后，点燃
酒精灯，再点燃酒精喷灯
B. 实验过程中看到，玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变为黑色
C. CO与Fe2O3反应的化学方程式为Fe2O3+CO 2Fe+CO2
D. 尾气处理时发生反应的化学方程式为2CO+O2 2CO2
C
4.工业炼铁的主要原料中，正确的一组是( )
①铁矿石；②焦炭；③一氧化碳；④石灰石；⑤空气
A．①②⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④
B
金属资源存在形式
铁的冶炼
含杂质物质的计算
单质、化合物
实验室炼铁
工业炼铁
实验装置
实验原理
实验步骤
实验现象
原理
设备
相关反应
3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2
一氧化碳从铁的氧化物中还原出铁
高炉