9.1.2 金属矿物及其冶炼 课件(共22张PPT 内嵌视频) 2024-2025学年化学鲁教版九年级下册

(共22张PPT)
知道金属在自然界存在的形式及常见的金属矿物。
理解铁的冶炼方法和原理。
金属的存在形式
以单质形式存在的金
以单质形式存在的银
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
金属矿物及其冶炼
含铜的矿石主要有黄铜矿、孔雀石、辉铜矿等，它们都具有引人注目的颜色。
铜是人类最早使用的金属之一。
铜矿石
金属铜
铜矿石
金属铜
高温
2CuO+C ===== 2Cu+CO2↑
C得氧被氧化，发生氧化反应
CuO失氧被还原，发生还原反应
还原反应
定义：含氧化合物中的____被夺去的反应属于还原反应。
氧
金属元素在地壳中含量
元素名称 质量分数/%
铝（Al） 8.2
铁（Fe） 5.6
钙（Ca） 4.2
钠（Na） 2.4
钾（K ） 2.1
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。
常见的金属矿石及其主要成分
赤铁矿（主要成分是Fe2O3）
磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）
菱铁矿（主要成分是FeCO3 ）
铝土矿（主要成分是Al2O3 ）
黄铜矿（主要成分是CuFeS2）
辉铜矿（主要成分是Cu2S ）
理论上最适宜炼铁的两种铁矿石是什么？理由？
菱铁矿（主要成分是FeCO3 )
黄铁矿（主要成分是FeS2）
（1）这两种矿石含铁量高（质量分数大）；
（2）含硫等“有害元素”少，冶炼时产生的污染小。
赤铁矿（主要成分是Fe2O3）
磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）
实验药品
实验仪器
实验装置
一氧化碳还原氧化铁实验
氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
铁架台（2套）、硬质玻璃管、单孔橡皮塞（2个）、酒精喷灯、酒精灯、试管、双孔橡皮塞、导气管若干
检查装置气密性
装药品，固定仪器
通入CO气体
验纯后点燃酒精灯
熄灭酒精灯
冷却后停止通CO
反应结束后熄灭酒精喷灯
点燃酒精喷灯
实验步骤
实验现象
实验结论
氧化铁在高温下被CO还原成单质铁，同时产生CO2。
现象 化学方程式
红棕色粉末变成_______
澄清的石灰水_________
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
黑色
变浑浊
Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2
为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3
排尽装置内的空气，防止加热发生爆炸
2. 为什么要先停止加热，待物质冷却后再停止通CO？
石灰水倒吸使硬质玻璃管破裂
防止铁粉再次被氧化
3.尾气处理：方法____________
目的：________________
点燃或收集
防止CO污染空气
工业炼铁
原料
铁矿石：
焦炭：
空气：
石灰石：
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
实验原理：把_____________________一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的 的还原性，把铁从氧化铁中还原出来。
铁矿石、焦炭、石灰石
CO
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
1.石灰石的作用是什么？
使有矿石中二氧化硅转变成炉渣而除去。
2.工业上用该方法得到的是纯铁吗？
不是，高炉炼得的铁里含有2%~4.3%的碳，以及少量磷和硫，因而是铁的合金—生铁。它硬而脆，不利于加工。所以，人们还要把生铁放在炼钢炉里，吹进氧气治炼，使其含碳量降至0.03%~2%，并除去磷、硫等杂质，所得产品称为钢。
思考与交流
〈一题多解〉100 t 含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是(　　)
A．56 t　　 B．58.3 t　 　C．70 t　 　D．72.9 t
方法一：利用关系式法解答。
氧化铁中的铁全部转移到生铁中，则有Fe2O3～2Fe，设可得到含铁96%的生铁的质量为x，则
Fe2O3　 ～ 　2Fe
160 112
100 t×80% 96%x
160∶112＝(100 t×80%)∶(96%x)
x≈58.3 t
B
含杂质物质的计算
实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？
方法二：利用守恒法解答。
氧化铁中的铁全部转移到生铁中，
则有100 t×80%×160÷112÷96%≈58.3 t。
方法三：利用转化法计算。
设可炼出含铁96%的生铁的质量为x。
Fe2O3＋3CO ==== 2Fe＋3CO2
160 112
100 t×80% 96%x
160∶112＝(100 t×80%)∶(96%x)
x≈58.3 t
高温
C
1. 下列有关金属的说法，正确的是（ ）
A．多数金属以单质的形式存在
B．在地壳中含量最高的金属元素是铁
C．常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿
D．人类每年从自然界提取量最大的金属是铝
2. 下列关于工业炼铁的叙述不正确的是（ ）
A．炼铁的设备是高炉
B．炼铁得到的产品是生铁
C．炼铁过程中加入石灰石的目的是将矿石中二氧化硅转化为炉渣
D．炼铁原料中焦炭的主要作用：一是燃烧提供高温；二是作为还原剂还原氧化铁
D
(3)盛有澄清石灰水的试管中发生的反应是: 。
(2)图中尾气处理的目的是： 。
防止有毒的CO气体污染大气　
CO2＋Ca(OH)2==CaCO3↓＋H2O　
3.如图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图：
(1)写出图中硬质玻璃管内反应的化学方程式：_________________________。
(4)实验前“通入CO”与“开始加热”的先后顺序是 ；实验后“停止通入CO”与“停止加热”的先后顺序是______________________。
先通入CO后加热
先停止加热再停止通CO
Fe2O3＋3CO 3CO2＋2Fe　
4.某钢铁厂每天需消耗5 000 t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少？（Fe-56 C-12 O-16）
解：由5000t含氧化铁76%的赤铁矿，则氧化铁的质量为5000t×76%=3800t；
设可炼得铁的质量为x，则：
Fe2O3+3CO===3CO2+2Fe
高温
160 112
3800t x
x=2660t
则可得含铁98%的生铁的质量是2660t÷98%≈2714.3t．
答：该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量约是2714.3t．
5.冶炼2 000 t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少？
解：冶炼得到的生铁的质量为2 000 t×(1- 3%) =1 940 t。
设需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为x
Fe3O4+4CO===4CO2+3Fe
高温
232 168
x 1 940 t
x≈2 679.05 t
则可得含Fe3O490%的磁铁矿的质量为：2 679.05 t÷90%≈2 976.72 t。
答：该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量约是2 714.3 t。