第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第一课时课件（人教版九下）

金属资源的利用和保护九年级下册RJ初中化学第八单元课题3第1课时 1.知道一些常见的金属如铁、铝、铜等的矿石；2.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。学习目标 新知导入我们的生活离不开金属，金属有广泛的用途，那么可以从自然界中直接获取金属单质吗？ 自然界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。知识点1金属资源在自然界的存在新知探究 赤铁矿磁铁矿铝土矿辉铜矿黄铜矿常见的金属矿石 部分金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数/%铝7.73铁4.75钙3.45钠2.74钾2.47镁2.00锌0.008铜0.007 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，目前提取量最大的金属是铁。 ①赤铁矿__________，②磁铁矿__________，③菱铁矿__________，④铝土矿__________。其中主要成分是氧化物的是___________（填序号）。Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3①②④典例1写出下列矿石的主要成分的化学式： 为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票 宝钢炼铁高炉 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。 铁矿石铁矿石如何变成金属？ 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、导气管若干知识点2铁的冶炼新知探究 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 一氧化碳还原氧化铁 实验现象（1）红棕色粉末逐渐变为黑色；（2）试管中的澄清石灰水变浑浊；（3）尾气燃烧并产生蓝色火焰。2CO+O22CO2高温点燃实验结论：氧化铁在高温下被CO还原成单质铁，同时产生CO2。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O （1）先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合发生爆炸；（2）实验完毕后继续通入CO直到硬质玻璃管冷却的目的：防止还原生成的铁粉在较高温度下被重新氧化，防止石灰水倒流使硬质玻璃管炸裂。想一想，CO为什么要“早出晚归”呢？ CO有毒，会污染空气，因此实验尾气中的CO要经过点燃处理或收集起来再利用。 （1）取适量反应后的黑色粉末，看是否能被磁铁完全吸引；（2）取适量反应后的黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，若黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色，则黑色粉末为铁。检验一氧化碳还原氧化铁固体生成物的方法 工业炼铁炼铁原理：在高温下，利用高炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。工业炼铁的产品：生铁（含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁）。 高炉内发生的有关化学反应（1）以赤铁矿为原料，主要反应为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（2）焦炭的作用：①提供热量，C+O2CO2②提供还原剂，C+CO22CO（3）石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去：CaCO3CaO+CO2↑CaO+SiO2CaSiO3（炉渣）高温高温“百炼成钢”的主要反应高温高温高温 1.电解法：如2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。2.热还原法（氧化还原法）：很多金属（如铜、锌、锡、铅等）的冶炼跟铁类似，在加热（或高温）条件下，将金属化合物与焦炭或氢气或一氧化碳发生反应，还原得到金属单质。如CuO+COCu+CO2。3.热分解法：如2HgO2Hg+O2↑。常见金属的冶炼方法高温冰晶石△△ 典例2下列有关高炉炼铁的说法中正确的一组是()D①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳和供热；②高炉炼铁原料只有铁矿石、焦炭和石灰石；③高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。A.①②B.②③C.①②③D.①③高温还有空气 【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？赤铁矿（主要成分是Fe2O3）知识点3有关化学反应中杂质问题的计算新知探究 1000t×80%=800tFe2O3+3CO2Fe+3CO21602×56800txx=560t解：1000t赤铁矿石中氧化铁的质量=设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。则含铁96%的生铁的质量为=560t÷96%≈583t答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁约583t。1602×56=800tx高温 （1）纯度=×100%=1-杂质的质量分数（2）纯物质的质量=不纯物质的总质量×纯度（纯物质的质量分数）（3）不纯物质的总质量=（4）杂质的质量=不纯物质的总质量×（1-纯度）不纯物质、纯物质、物质纯度之间的关系 （1）将含有杂质物质的质量换算成纯净物的质量。（2）将纯净物的质量代入化学方程式进行计算。（3）将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质的质量。含杂质物质的化学反应计算的一般步骤计算时一般假定杂质不发生反应，因此只能将纯净物的质量代入化学方程式进行计算 （1）该3000t生铁中含纯铁多少吨？（2）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）典例3某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算： 解得x≈4790t（2）设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。解：（1）生铁中含纯铁的质量=3000t×(1-5%)=2850t。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2112x×85%2850t160x×85%=1122850t答：（1）该3000t生铁中含纯铁2850t。（2）该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石4790t。高温 CO还原氧化铁工业炼铁原理：在高温下，利用高炉内反应生成的CO将铁从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO2Fe+3CO2铁的冶炼含杂质物质的相关计算将含杂质物质的质量转化为纯净物的质量代入计算课堂小结高温 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C化合物铝铁课堂达标 A．该实验不需要增加尾气处理装置B．该实验应先通入一段时间的CO后再加热C．NaOH溶液可以检验气体产物D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁B澄清石灰水铁也会与盐酸反应2.钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说法正确的是（） 3.（2021•绵阳中考）我国高铁建设走在世界前列，修建高铁需要大量铁矿石来炼铁，进而炼钢。（1）下列三种铁矿石的主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeCO3中，含铁量最高的是。高炉炼铁需要的原料有铁矿石、焦炭、和石灰石。Fe3O4空气 （2）要炼出含铁96%的生铁1000t，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？若高炉气体不加处理，理论上会向大气中排放CO2多少吨（计算结果保留整数）？3.（2021•绵阳中考）我国高铁建设走在世界前列，修建高铁需要大量铁矿石来炼铁，进而炼钢。 x≈1714t设需要赤铁矿石的质量为x，产生CO2的质量为y。解：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2112132x×80%1000t×96%y答：至少需要含氧化铁80%的赤铁矿1714t，理论上会向大气中排放CO2的质量为1131t。高温y≈1131t160112x×80%1000t×96%=1121321000t×96%y=