2020-2021学年九年级化学人教版（五四学制）全一册 第一单元 课题3 金属资源的利用和保护 课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
金属资源的利用和保护
第1课时
铁的冶炼
1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等矿石。
2.了解冶炼铁的原理、方法及操作。
教学目标
1.铁的冶炼原理。
2.冶炼铁的原理，操作方法及注意事项。
教学重点和难点
一、情景导入
在日常生活中，我们经常使用各种金属材料，如铁门、铁锅、铜丝、铝合金门窗等。而在自然界绝大多数金属元素并非以单质形式存在，那我们是如何得到这些金属的呢？今年我们就来探究如何利用铁矿石炼铁。
1.少数不活泼的金属以
形式存在，其余金属以
形式存在。赤铁矿的主要成分是
，磁铁矿的主要成分是
。
2.一氧化碳还原氧化铁：
（1）现象是
，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧产生
火焰；
（2）有关的化学方程式：
；
；
;
（3）实验时先
，后
，目的是
，实验完毕后
直至试管冷却，目的是
。
二、预习指南
单质
化合物
Fe2O3
Fe3O4
红色粉末逐渐变成黑色
蓝色
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温
Ca(OH)2+CO2
CaCO3↓+H2O
2CO+O2
2CO2
点燃
通CO
加热
排尽装置内的空气，以免加热时CO与空气混合可能发生爆炸
继续通CO
防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化
3.工业炼铁：
（1）原料是
；
（2）设备是
；
（3）原理是
；
（4）主要反应为：
；
（5）产品是
。
二、预习指南
铁矿石、焦炭、石灰石
高炉
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
生铁
知识导学：
1.赤铁矿的颜色是
，主要成分是氧化铁；磁铁矿的主要成分是四氧化三铁；氧化铁的化学式是
；氧化亚铁的化学式是FeO。
2.炼铁的原理：
。
知识点一：铁的冶炼
红色
Fe2O3
利用一氧化碳与氧化铁的反应
知识导学：
3.实验室炼铁的步骤（如教材图8－20）：要先点燃酒精灯的目的是
；然后再通入CO的目的是
；过一会再点燃酒精喷灯（温度可达到1000℃），反应条件是
。加热一会看到玻璃管中的现象是
，该反应的化学方程式为
；看到澄清的石灰水
，化学反应方程式为
。
知识点一：铁的冶炼
除尾气防止空气污染
除掉装置中的空气
高温
红色物质变成黑色
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
变浑浊
CO2+Ca(OH)2
CaCO3↓+H2O
金属元素在自然界中的存在形式（1）
单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
金属元素在自然界中的存在形式（2）
化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、锌、钠和钙等
孔雀石(Cu2(OH)2CO3
)
闪锌矿
孔雀石
铝
铁
钙
钠
钾
镁
赤铁矿
黄铁矿FeS2
菱铁矿FeCO3
Fe2O3
矿石:工业上能用来提炼金属的矿物。
磁铁矿
Fe3O4
铁矿石
孔雀石
Cu2(OH)2CO3
赤铜矿
Cu2O
黄铜矿
CuFeS2
辉铜矿
Cu2S
铜
矿
石
小组探究：
1.教材图8－20“CO还原氧化铁”的实验中实验操作的步骤、反应的现象是怎样的？
2.实验过程中应该注意哪些问题呢？
知识点一：铁的冶炼
CO还原氧化铁视频（
）
播放
清除
一
.实验室用一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3]
现象：
红色粉末变成黑色，
Fe2O3
+
3CO
2Fe
+
3CO2
高温
澄清的石灰水变浑浊。
CO2
+
Ca(OH)2
CaCO3
↓+
H2O
用酒精灯点燃尾气的作用是
防止CO污染空气
2CO
+
O2
2CO2
点燃
教师点拨：
1.实验步骤：①检查装置气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入CO气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳。
2.实验现象：①红色粉末逐渐变成黑色；②澄清石灰水变浑浊；③点燃尾气时，产生蓝色火焰。
3.反应的化学方程式为：
。
4.注意事项：①先通CO的目的：排出玻璃管内的空气，以免加热时CO与空气混合，发生爆炸；②实验完毕后继续通CO的目的：防止氧化铁还原成铁后，在较高的温度下又被氧化；
③尾气处理：多余的CO要燃烧掉，防止CO污染空气；
④涉及的其他反应：
。
知识点一：铁的冶炼
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温
CO2+Ca(OH)2
CaCO3↓+H2O、
2CO+O2
2CO2
点燃
铁矿石
焦炭
热空气
炉渣出口
生铁出口
石灰石
二.高炉炼铁
1、原料：
黄铁矿
FeS2
赤铁矿
Fe2O3
菱铁矿
FeCO3
磁铁矿
Fe3O4
2、原理：
在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温
石灰石、铁矿石
焦炭、空气
3、设备：高炉
化学方程式：
70%
48.27%
46.67%
72.41%
含铁量
⑷.生铁出口低于炉渣出口原因：生铁密度
大于炉渣密度
⑵焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2
还原为
具有还原性的CO。
⑴铁矿石：提供铁元素。（含铁量高；不含有害元素S等）
⑶.石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
4.问题
知识点一：
铁的冶炼
1.下列铁矿石的主要成分中含铁量最高的是
（
）
A.菱铁矿（FeCO3）
B.赤铁矿（Fe2O3）
C.磁铁矿（Fe3O4）
D.黄铁矿（FeS2）
2.工业炼铁的主要设备是
（
）
A.平炉
B.高炉
C.电炉
D.转炉
C
B
知识点一：
铁的冶炼
3.（2014，葫芦岛）如图所示的是一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题：
（1）一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为
；
（2）A处的现象是
。B处的现象是
；
（3）C处酒精灯的作用是
。
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
红色固体变为黑色固体
变浑浊
将尾气点燃烧掉，防止污染空气
知识导学：
知识点二：有关含杂质物质的计算
教师点拨：
化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系，赤铁矿石中含有纯的氧化铁的质量为：1000t×80%，若设生铁的质量为x，则其中含纯铁的质量为x×96%，再根据化学方程式就可计算出结果。
知识点二：有关含杂质物质的计算
解:
5000t赤铁矿石含氧化铁的质量为
5000t×76%=3800t
设：3800t氧化铁可炼出铁的质量为X。
Fe2O3
+
3CO
2Fe
+
3CO2
高
温
160
112
3800t
X
160
3800t
112
X
=
X=2660t
含铁98％的生铁质量为
2660t÷98%=2714.3t
答：可冶炼出98％的生铁2714.3t。
教材21页第5题答案
知识点二：
有关含杂质物质的计算
4.某工厂要用赤铁矿石（假设杂质不含铁元素）来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁70t，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是（在炼制过程中赤铁矿的损耗率达20%）
（
）
A.120t
B.108t
C.96t
D.150t
A
点点对接
2.有关含杂质物质的计算
【例2】赤铁矿的主要成分为Fe2O3，现有含Fe2O3
80%的赤铁矿2000t，求可冶炼含杂质3%的生铁多少吨？
【解析】题中Fe2O3与赤铁矿的质量关系已知，从而可根据赤铁矿的质量来求得Fe2O3的质量；再根据
求得纯铁的质量，进而再根据纯铁与生铁的质量关系求得生铁的质量。
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温
【答案】2000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为2000t×80%=1600t。
当堂强化
5.铁是人类生活中非常重要的一种金属，工业上可用如下化学反应制得铁：
，该反应中，发生还原反应的物质是（
）
A.Fe2O3
B.CO
C.Fe
D.CO2
6.现欲比较FeO、Fe2O3、Fe3O4三种铁的氧化物中铁元素质量分数的大小，下列方法中最简单的是
（
）
A.分别计算，比较三种物质中铁元素的质量分数
B.分别计算，比较三种物质中铁元素的质量
C.分别计算，比较三种物质中氧元素的质量
D.分别计算，比较当氧原子个数相同时，铁原子的个数
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温
A
D
当堂强化
7.炼铁高炉中发生了下列反应：①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁；②高温煅烧石灰石；③灼热的焦炭和二氧化碳反应；④焦炭充分燃烧。其中属于化合反应的是
（
）
A.①和④
B.②和③
C.③和④
D.只有④
8.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）
C
A
课堂小结
1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来：
2.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，应注意杂质问题。
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
高温