第2节--金属矿物--铁的冶炼(课件精讲)-九年级化学上册精品课堂课件精讲及好题精练(沪教版)

课题1物质的变化和性质沪教版化学（初中）同步课堂第2节金属矿物铁的冶炼(共2课时）学习目标重点难点1.了解常见的金属矿物及其主要成分，从铁矿石中将铁还原出来的方法。2.知道工业炼铁的原理、设备及原料。3.掌握一氧化碳还原氧化铁实验的装置及注意事项。1.工业炼铁的原理。2.有关杂质问题的计算。无处不在的金属材料（附高清视频）12一氧化碳还原三氧化二铁（附高清视频）3目录Contents常见的金属矿物456工业炼铁（附高清视频）一氧化碳还原三氧化二铁知识归纳总结实验室模拟炼铁和工业炼铁比较7含杂质物质的化学方程式计算无处不在的金属材料新课引入各种各样的金属大多数是通过冶炼金属矿物得到的。合理开发利用金属矿物资源，需要了解各类金属矿物和常见的冶炼方法。新课引入金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在外，其余大多数以化合物存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等。铜的矿物主要有黄铜矿，孔雀石，斑铜矿和赤铜矿等。铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。新课引入一、常见的金属矿物金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，含有矿物的岩石称为矿石。矿物：使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。金属的冶炼：新课讲解自然界中极少数金属以单质形式存在自然界中以单质存在的金和银常见的一些金属矿物新课讲解赤铁矿Fe2O3褐铁矿Fe2O3·XH2O磁铁矿Fe3O4FeS2黄铁矿菱铁矿Fe2CO3新课讲解铝土矿:主要成分Al2O3明矾石:主要成分KAl(SO4)2∙12H2O赤铜矿:Cu2O新课讲解黄铜矿：CuFeS2辉铜矿：CuS孔雀石：Cu2(OH)2CO3新课讲解如何转化呢？新课讲解二、铁的冶炼二、铁的冶炼进行课本124页的实验，实验过程中注意安全（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。新课讲解Fe2O3+COFe+CO2高温原理323Fe3O4+COFe+CO2高温434实验装置硬质玻璃管酒精喷灯新课讲解新课讲解现象红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰方程式新课讲解【一氧化碳还原氧化铁】实验步骤：（1）连接仪器；（2）检查装置的气密性；（3）装入药品并固定装置；（4）向硬质玻璃管内通入CO气体；（5）给氧化铁加热；（6）停止加热；（7）等玻璃管冷却至室温后停止通入CO气体，熄灭右端酒精灯。新课讲解记忆：一氧化碳早出晚归酒精灯迟到早退观察实验并思考下列问题:1、为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？5、澄清石灰水的作用是什么？3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？2、实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？4、你如何验证得到的是铁粉？新课讲解观察实验并思考下列问题:1、为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？2、实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？目的是排尽试管内的空气，防止CO与空气混合气体加热时发生爆炸目的是将尾气中有毒气体CO点燃，转化为CO2。目的是防止水倒吸；防止炽热的铁被空气中的氧气氧化。【交流与讨论】观察实验并思考下列问题:5、澄清石灰水的作用是什么？4、你如何验证得到的是铁粉？检验产生的气体是CO2。（1）用磁铁吸。若黑色粉末能被吸引，则证明是铁。（2）取少量黑色粉末加入稀盐酸。若有气泡产生，溶液变成浅绿色，则证明是铁。（3）取少量黑色粉末加入硫酸铜溶液。若有红色物质析出，则证明是铁。【观察与思考】方法一：；方法二：；方法三：，点燃用气球收集防止污染空气再利用尾气的处理：目的：。新课讲解工业炼铁新课讲解1.原理：利用焦炭产生的CO还原铁矿石里的铁。2.原料：（1）铁矿石：（2）焦炭：①提供热量②产生COCO2+C2CO高温C+O2CO2高温铁矿石、焦炭、石灰石、空气工业炼铁3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温提供铁元素新课讲解（3）石灰石：CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高温（4）空气：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣提供氧气新课讲解3.产品：生铁（1）含有2%~4.3%的碳铁合金（2）特点：硬而脆，不利于加工（混合物）生铁出口低于炉渣出口：生铁密度>炉渣密度新课讲解工业炼铁原料从上面进入，气体从下面进入，利于原料充分接触，充分反应实验室模拟炼铁装置是横向，工业炼铁的高炉是竖向的，这样的好处是什么？实验室模拟炼铁和工业炼铁比较新课讲解1.原料、产物不同。工业炼铁原料和产物都是混合物，实验室炼铁原料和产物都是纯净物。2.设备不同。工业炼铁设备是高炉，实验室用玻璃管。实验室模拟炼铁和工业炼铁比较新课讲解铁矿石与氧化铁，铁与生铁之间有什么的关系？铁矿石Fe2O3Fe混合物化合物（纯净物）单质（纯净物）生铁（主要含铁）混合物思考交流：新课讲解有关杂质问题的计算的故事新课讲解有关杂质问题的计算例1.1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量：1000t×（1-20%）=800t纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数新课讲解例2.计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？生铁的质量：560t÷96%=583.3t不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数新课讲解例3.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：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x1602×561000t×80％x·96%x=2×56×1000t×80％160×96%=583t答：理论上可以炼出含铁96％的生铁583吨。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温1602×561000t×80％x·96%=新课讲解例4.某炼铁厂每天生产含铁96%的生铁700t，若用含Fe3O475%的磁铁矿为原料，理论上每天需要磁铁矿的质量为多少？4CO+Fe3O4═══3Fe+4CO2高温232168x·75%700t×96%x=1237.3t解：设理论上每天需要磁铁矿的的质量为x232168x·75%700t×96％=答：理论上每天需要磁铁矿的的质量为1237.3吨。新课讲解例5.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？注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量1000t×80%×70%÷96%=583.3t生铁的质量：新课讲解金属矿物铁的冶炼常见的金属矿物铁的冶炼铁矿物铝矿物铜矿物归纳小结在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。基本反应原理：＿Fe2O3+＿CO＝＿Fe+＿CO2Fe2O3→Fe3231现象：硬质玻管中粉末由红棕色变成黑色；试管中澄清石灰水变浑浊；尾气可燃，火焰呈蓝色。归纳小结铁冶炼的化学原理上述反应原理也用于工业炼铁:原料：主要反应:高炉铁矿石、焦炭、热空气、石灰石工业炼铁的主要设备：①提供热源、维持炉温；②生成还原气CO。造渣除杂Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高温＿Fe3O4+＿CO＝＿Fe+＿CO2高温4341C+O2CO2点燃CO2＋C2CO高温归纳小结工业炼铁例1.（2022·山西晋中）大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是（）A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3）B．炉甘石（主要成分是ZnCO3）C．铝土矿（主要成分是A12O3）D．赤铜矿（主要成分是Cu2O）A典例讲解例2.（2022·山东滨州）如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是（）A．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸B．硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应C．实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色D．装置中导管末端加一点燃的酒精灯，目的是为了燃烧未反应的一氧化碳，防止污染环境C典例讲解例3.（2022·辽宁丹东）在实验室里可以利用如图所示的装置进行还原氧化铁的实验。(1)在点燃酒精喷灯前先通入一段时间一氧化碳的目的是。(2)玻璃管中反应的化学方程式为。(3)装置B的作用是。(4)实验中还需补充的一个装置C是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温检验有无二氧化碳生成在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集典例讲解1.右图是用CO还原CuO的实验装置，回答下列问题：（1）有下列实验步骤：①加热；②通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先_____，然后______。（2）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为，说明有生成，B装置中出现的现象为______________，说明有_________生成。①②粉末由黑变红Cu石灰水变浑CO2达标检测2.（2022·湖南娄底）娄底市是湖南省最大的钢铁生产基地，某钢铁厂采用赤铁矿冶炼钢铁，其主要工艺流程如下，请完成下列问题。【查阅资料】Ⅰ.赤铁矿的主要成分是Fe2O3和SiO2；Ⅱ.石灰石的主要作用是将矿石中的SiO2转变为炉渣（主要成分是CaSiO3）和一种氧化物。达标检测(1)在步骤①中将固体反应物粉碎的目的是。(2)高炉气体中除SO2、CO外，主要成分有。(3)在步骤②生成炉渣的反应中没有化合价的改变，请写出生成炉渣的化学反应方程式。(4)在步骤④中吹入氩气，使钢水循环流动，使各部分均匀混合，相当于化学实验中的作用（填一种仪器名称）。增大反应物之间的接触面积，使反应更充分二氧化碳、氮气等玻璃棒CaCO3+SiO2═══CaSiO3+CO2↑高温达标检测3.（2022·青海西宁）现用100t含四氧化三铁为46.4%的某铁矿石冶炼金属铁。请完成下列问题，写出必要的计算过程。(1)该铁矿石中含四氧化三铁质量是多少？(2)理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？46.4t35t达标检测4.（2021·湖南益阳·中考真题）我国古代冶炼锌和铜的合金（外观似黄金，又称黄铜）的工艺流程如图：达标检测5.己知：ZnCO3加热分解可得到ZnO。（1）气体A中，除CO2外还含有的另一种气体为_____（填化学式）；（2）下列方法可鉴别黄铜和黄金的是_____（填数字序号）；①对比两者颜色的不同②取样品分别灼烧（3）写出流程中生成锌的一个置换反应的方程式_____。②CO28002ZnO+C2Zn+CO℃达标检测28002ZnO+C2Zn+CO℃1.完成配套练习册；2.预习第3节内容。达标检测