6.3 金属矿物与冶炼 课件(共24张PPT内嵌视频) 2023-2024学年科粤版化学九年级下册

(共24张PPT)
6.3 金属矿物与冶炼
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
学习目标
1.知道元素有两种存在形态；进而认识几种常见的金属矿物。
2.了解钢铁冶炼原理。
3.知道生铁和钢的成分区别和主要性能。
4.初步学会关于不纯物的化学方程式计算。
学习目标
新知学习
一、几种金属矿物
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
常见金属元素在地壳中所占的质量分数
　　地球上的金属资源广泛存在于地壳中，其中少数很不活泼的金属（如金、银、铂等）以单质形式存在，绝大多数金属都以化合物的形式存在。
新知学习
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
以单质形式存在
新知学习
　　铝元素在自然界中的分布极广，以化合物的形式存在于各种岩石和矿物中，常见的铝土矿、钾长石和明矾石等，它们的主要成分别是Al2O3、KAlSi3O8和KAl3(SO4)2(OH)6。
铝土矿Al2O3
钾长石KAlSi3O8
明矾石KAl3(SO4)2(OH)6
以化合物形式存在
新知学习
　　铁元素在自然界中的分布也很广，大多以化合物的形式存在于各种铁矿石中。常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等，它们的主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeCO3和FeS2。
赤铁矿Fe2O3
磁铁矿Fe3O4
菱铁矿FeCO3
黄铁矿FeS2
新知学习
黄铜矿 CuFeS2
辉铜矿 Cu2S
赤铜矿（Cu2O）
孔雀石Cu(OH)2CO3
　　铜元素在地壳中主要以化合物形态存在，自然界中的含铜矿物有200多种，常见的铜矿物有硫化矿、氧化矿。
新知学习
二、铁的冶炼
1.炼铁的基本原理
新知学习
①检查装置气密性；
②装入样品并固定；
③向玻璃管内通入CO气体；
④给氧化铁加热；
⑤停止加热；
⑥停止通入CO。
实验步骤：
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。
防止被还原出的铁在较高的温度下重新被氧化。
新知学习
实验现象：
红棕色粉末逐渐变黑，试管中的澄清石灰水变浑浊。
实验原理：
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高温
新知学习
1.如何判断反应中生成了什么物质？
2.装置中导管末端为什么要加一点燃的酒精灯？
将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。
处理尾气，防止污染空气
思考：
新知学习
从含氧化合物中将氧夺取出来的反应称为还原反应。物质与氧发生的反应属于氧化反应。归纳：得氧是氧化反应，失氧是还原反应。
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高温
知识视窗
还原反应
新知学习
2.工业炼铁
原料：铁矿石(赤铁矿)、焦炭、石灰石、空气
焦炭
过量空气
CO2
焦炭
CO
高温
高温
Fe
赤铁矿
高温
反应过程：
设备：高炉
新知学习
C＋O2 ==== CO2 CO2＋C ==== 2CO
Fe2O3＋3CO ==== 2Fe＋3CO2
CaCO3 ==== CaO＋CO2 ↑
CaO＋SiO2 ==== CaSiO3
高温
高温
高温
高温
高温
反应原理：
类别 含碳量/% 含杂质（硫、磷等） 机械性能 机械加工
生铁
钢
新知学习
3.炼钢
2—4.3
多
硬而脆
可铸不可锻
0.03—2
少
硬而韧
可铸可锻
生铁
钢
新知学习
知识视窗
冶炼金属的常用方法
1.热还原法
2.电解法
3.热分解法
4.稳定金属(如Pt Au) 直接以单质形式存在
较稳定金属(如Hg、Ag)　　　　　　 　如：2HgO ==== 2Hg+O2
△
活泼金属(如K、Ca 、Na、Mg、Al)　　 如：2Al2O3 ==== 4Al+3O2
通电
一般金属(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu)　　如：Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2
△
新知学习
四、含杂质物质的化学方程式的计算
例：用2 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石炼得的生铁中，含铁多少吨？
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高温
解：设理论上可以炼出铁的质量为x。
160 112
1600t x
160
1600t
=
112
x
x＝1120 t
答：用2 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石炼得的生铁中，含铁1120吨。
2 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为2 000t ×80%＝16 00t。
炼铁所用铁矿石大多不是纯净物，你能根据化学方程式进行相关计算吗？
新知学习
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
当堂检测
1.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
2.下列有关工业炼铁的叙述中，不正确的是（ ）
A.炼铁用的设备是高炉
B.炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石
C.炼铁得到的生铁仍为混合物
D.炼铁是用空气中的氧气将铁矿石中的杂质氧化除去
D
D
当堂检测
3.金属是重要的资源。下列有关金属制备的说法错误的是（ ）
A.“湿法炼铜”的化学原理可以表示为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
B.电解氯化镁可以制备金属镁，该反应为分解反应
C.工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁，该反应属于置换反应
D.金矿中的金是以单质形式存在的，可以用物理方法制得
C
当堂检测
解：设至少需要含80%的赤铁矿石的质量为x。
Fe2O3+3CO ===2Fe+3CO
160 112
x×80% 23072t×97%
高温
4.某炼铁厂月产含铁97%的生铁23072ｔ，该厂需储备含氧化铁80%的赤铁矿原料至少不低于多少吨
160∶112=（x×80%）∶（23072t×97%）
解得： x = 39964t
答：需这种赤铁矿石39964t.
课堂小结
金属矿物与冶炼
几种金属矿物
含杂质物质的化学方程式的计算
铁的冶炼
一氧化碳还原氧化铁
高炉炼铁
金、银、铂
铝矿物、铁矿物、铜矿物