人教版九年级下册 第八单元 课题3 金属资源的利用和保护(共25张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版九年级下册 第八单元 课题3 金属资源的利用和保护(共25张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-14 18:30:57 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
人类生活离不开金属
图8-15自然界以单质形式存在的金
图8-16 自然界以单质形式存在的银
除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。
金属的存在形式：
单质( 少数，如金和银)
化合物( 大多数，如各种铁矿石)
问题出示：
本节课，我们将从以下四个方面进行学习：
1．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石
2．炼铁的原理、设备： 在高温下用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来；高炉
3. 实验过程中注意的安全事项
4．炼铁时发生的反应
5．关于含杂质的化学方程式计算
赤铁矿
黄铁矿
菱铁矿
铝士矿
黄铜矿
辉铜矿
孔雀石 Cu2(OH)2CO3
赤铜矿 Cu2O
磁铁矿（主要成分Fe3O4）
想一想： ⑴ 假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料?哪种最适宜？
⑵ 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 ，氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？
70%
62.4%
48.3%
46.7%
一.铁的冶炼
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
1.工业炼铁：
反应的化学方程式：
CO是还原剂；
Fe2O3是氧化剂
⑴原理：
在高温条件下，利用焦炭与O2反应生成的CO把铁从铁矿石中还原出来。
⑵设备：炼铁高炉
铁矿石、焦炭、石灰石
请看《一氧化碳还原氧化铁》 视频
红色的粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊
一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)和二氧化碳
1、实验室用一氧化碳还原氧化铁（炼铁的原理）
①用燃着的酒精灯将尾气点燃②用气球收集尾气
现象
分析
反应式
尾气处理
实验步骤：
1、检查装置气密性
2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置
3、点燃右边酒精灯
4、通入一氧化碳气体
5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热
6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热
7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边酒精灯
注意：应先通CO后加热，实验完毕后继续通CO直到试管
冷却（即：CO“早出晚归”，酒精灯“迟到早退”）。
先通CO后加热，是为了将玻璃管中的空气排尽，防止加
热时可能发生爆炸；实验完毕后，先停止加热，继续通
CO直至玻璃管冷却，是为了防止高温下的生成物铁与氧
气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。
在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。
不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：
代入化学方程式中计算的数据，必须
是纯净物的质量。
含杂质的物质的化学方程式的计算：
m(纯) = m(不纯 )×纯度
m(不纯) = m(纯) ÷ 纯度
[例题]用1000t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96 ％的生铁多少吨？
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 1000t× 80％=800t
Fe2O3 + 3CO ＝ 2Fe + 3CO2
高温
160 112
800t x
x=560t
折合为含铁96 ％的生铁的质量为
560t÷ 96 ％=583t
答：用1000t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96 ％的生铁583t
⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。
解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t.
X≈4790t
答：⑴该3000 t生铁中含纯铁2850t。
⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。
1.某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：
⑴该3000 t生铁中含纯铁多少吨？
⑵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）
练习：
通过本节课的学习，你有哪些收获？
1、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，
该厂理论上可以日产含Fe98％的生铁多少t?
2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含90%Fe2O3的赤
铁矿石多少t?
3.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
（1）写出图中标有序号的仪器名称① ，② 。
(2)实验过程中，先要进行的是______________ 。（填Ⅰ或Ⅱ）
Ⅰ．加热 Ⅱ．通一氧化碳
(3)A中反应的化学方程式是 。
B中反应的化学方程式是
，
B中观察到的现象是_______________ 。
(4)该装置的不足之处是
。
铁架台
试管
Ⅱ
没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
澄清的石灰水变浑浊
①
②
4.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。
⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是 ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是 。
①铝的密度小 ②铝很活泼
③地壳中铝的含量高 ④铝的表面易生成致密的保护膜
②
①④
⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。
右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式 ；能证明产物中有铁粉的方法是：
。
用磁铁吸引(或加稀盐酸有气泡)
⑶在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法 是
。
此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。
用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃
导管一端用水润湿后旋转插入
5.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表：
请你认真分析数据，回答下列问题：
⑴哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；
⑵计算样品中铁的质量分数；
⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？
(烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%)
甲 乙 丙
烧杯＋稀硫酸 200g 150g 150g
加入的铁样品 9g 9g 14g
充分反应后，烧杯＋剩余物 208.7g 158.7g 163.7g
解：⑴分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成氢气的质量都是0.3g(如甲为200g+9g-208.7g＝0.3g),即每人的实验中都有一种反应物已反应完。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g－ 25.4g)＝124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。
甲 乙 丙
烧杯＋稀硫酸 200g 150g 150g
加入的铁样品 9g 9g 14g
充分反应后，烧杯＋剩余物 208.7g 158.7g 163.7g
解：⑵乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g＝0.3g。
设Fe的质量为X。
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 2
X 0.3g
⑵计算样品中铁的质量分数；
答：样品中铁的质量分数为93.3%。
⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？
解：⑶需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为Y。
1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t×93.3%＝930t。
160 112
Y×80% 930t
160:112=Y×80%: 930t
Y=1666.1t
答：生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为1666.1t。
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
人类生活离不开金属
图8-15自然界以单质形式存在的金
图8-16 自然界以单质形式存在的银
除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。
金属的存在形式：
单质( 少数，如金和银)
化合物( 大多数，如各种铁矿石)
问题出示：
本节课，我们将从以下四个方面进行学习：
1．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石
2．炼铁的原理、设备： 在高温下用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来；高炉
3. 实验过程中注意的安全事项
4．炼铁时发生的反应
5．关于含杂质的化学方程式计算
赤铁矿
黄铁矿
菱铁矿
铝士矿
黄铜矿
辉铜矿
孔雀石 Cu2(OH)2CO3
赤铜矿 Cu2O
磁铁矿（主要成分Fe3O4）
想一想： ⑴ 假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料?哪种最适宜？
⑵ 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 ，氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？
70%
62.4%
48.3%
46.7%
一.铁的冶炼
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
1.工业炼铁：
反应的化学方程式：
CO是还原剂；
Fe2O3是氧化剂
⑴原理：
在高温条件下，利用焦炭与O2反应生成的CO把铁从铁矿石中还原出来。
⑵设备：炼铁高炉
铁矿石、焦炭、石灰石
请看《一氧化碳还原氧化铁》 视频
红色的粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊
一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)和二氧化碳
1、实验室用一氧化碳还原氧化铁（炼铁的原理）
①用燃着的酒精灯将尾气点燃②用气球收集尾气
现象
分析
反应式
尾气处理
实验步骤：
1、检查装置气密性
2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置
3、点燃右边酒精灯
4、通入一氧化碳气体
5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热
6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热
7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边酒精灯
注意：应先通CO后加热，实验完毕后继续通CO直到试管
冷却（即：CO“早出晚归”，酒精灯“迟到早退”）。
先通CO后加热，是为了将玻璃管中的空气排尽，防止加
热时可能发生爆炸；实验完毕后，先停止加热，继续通
CO直至玻璃管冷却，是为了防止高温下的生成物铁与氧
气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。
在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。
不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：
代入化学方程式中计算的数据，必须
是纯净物的质量。
含杂质的物质的化学方程式的计算：
m(纯) = m(不纯 )×纯度
m(不纯) = m(纯) ÷ 纯度
[例题]用1000t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96 ％的生铁多少吨？
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 1000t× 80％=800t
Fe2O3 + 3CO ＝ 2Fe + 3CO2
高温
160 112
800t x
x=560t
折合为含铁96 ％的生铁的质量为
560t÷ 96 ％=583t
答：用1000t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96 ％的生铁583t
⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。
解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t.
X≈4790t
答：⑴该3000 t生铁中含纯铁2850t。
⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。
1.某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：
⑴该3000 t生铁中含纯铁多少吨？
⑵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）
练习：
通过本节课的学习，你有哪些收获？
1、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，
该厂理论上可以日产含Fe98％的生铁多少t?
2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含90%Fe2O3的赤
铁矿石多少t?
3.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
（1）写出图中标有序号的仪器名称① ，② 。
(2)实验过程中，先要进行的是______________ 。（填Ⅰ或Ⅱ）
Ⅰ．加热 Ⅱ．通一氧化碳
(3)A中反应的化学方程式是 。
B中反应的化学方程式是
，
B中观察到的现象是_______________ 。
(4)该装置的不足之处是
。
铁架台
试管
Ⅱ
没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
澄清的石灰水变浑浊
①
②
4.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。
⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是 ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是 。
①铝的密度小 ②铝很活泼
③地壳中铝的含量高 ④铝的表面易生成致密的保护膜
②
①④
⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。
右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式 ；能证明产物中有铁粉的方法是：
。
用磁铁吸引(或加稀盐酸有气泡)
⑶在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法 是
。
此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。
用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃
导管一端用水润湿后旋转插入
5.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表：
请你认真分析数据，回答下列问题：
⑴哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；
⑵计算样品中铁的质量分数；
⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？
(烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%)
甲 乙 丙
烧杯＋稀硫酸 200g 150g 150g
加入的铁样品 9g 9g 14g
充分反应后，烧杯＋剩余物 208.7g 158.7g 163.7g
解：⑴分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验生成氢气的质量都是0.3g(如甲为200g+9g-208.7g＝0.3g),即每人的实验中都有一种反应物已反应完。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g－ 25.4g)＝124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。
甲 乙 丙
烧杯＋稀硫酸 200g 150g 150g
加入的铁样品 9g 9g 14g
充分反应后，烧杯＋剩余物 208.7g 158.7g 163.7g
解：⑵乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g＝0.3g。
设Fe的质量为X。
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 2
X 0.3g
⑵计算样品中铁的质量分数；
答：样品中铁的质量分数为93.3%。
⑶若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？
解：⑶需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为Y。
1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t×93.3%＝930t。
160 112
Y×80% 930t
160:112=Y×80%: 930t
Y=1666.1t
答：生产1000 t这种纯度的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为1666.1t。
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