初中化學(xué)金屬礦物與金屬冶煉教學(xué)課件-2024-2025學(xué)年九年級(jí)化學(xué)科粵版(2024)下冊(cè)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1.知道元素有兩種存在形態(tài)。2.認(rèn)識(shí)幾種金屬礦物,知道某些礦物的主要成分。3.了解生鐵和鋼冶煉的原理及操作的注意事項(xiàng)。4.了解冶煉金屬的常用方法。5.了解生鐵和鋼的區(qū)別以及主要性能。6.初步學(xué)會(huì)關(guān)于不純物的化學(xué)方程式的計(jì)算。金屬材料的發(fā)展史東漢晚期的青銅奔馬(馬踏飛燕)河北滄州鐵獅子,鑄造于953年鋁制品(鋁的使用在100多年前)青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代123鋁的廣泛使用人類利用金屬的先后順序:銅→鐵→鋁。

由于鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,在古代很難通過冶煉得到單質(zhì)鋁,故鋁的利用較晚?,F(xiàn)階段年產(chǎn)量:鐵>鋁>銅。為人類社會(huì)作出許多貢獻(xiàn)的金屬是從哪里來的呢?它們來自地殼中天然存在的礦物。其中,有少數(shù)很不活潑的金屬,如金、銀、鉑能以單質(zhì)形態(tài)存在,絕大多數(shù)金屬都是以化合物形態(tài)存在于礦物之中。為什么只有金銀等少數(shù)金屬在自然界有單質(zhì)的形式存在呢?金、銀等金屬化學(xué)性質(zhì)不活潑部分金屬元素在地殼中的含量元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鋁7.73鐵4.75鈣3.45鈉2.74鉀2.47鎂2.00鋅0.008銅0.007礦石不是合金。合金中含有金屬單質(zhì),礦石中含有金屬的化合物。幾種金屬礦物鋁土礦主要成分是Al2O3赤鐵礦主要成分(Fe2O3)

磁鐵礦主要成分(Fe3O4)黃鐵礦主要成分是Fe2S

孔雀石主要成分是[Cu2(OH)2CO3]赤銅礦主要成分是Cu2O

討論:選擇下列哪種鐵礦石煉鐵最好,為什么?赤鐵礦Fe2O3

磁鐵礦Fe3O4

菱鐵礦FeCO3黃鐵礦FeS2應(yīng)選擇含鐵量高、不含有害元素的礦石:菱鐵礦含鐵量低,黃鐵礦含有硫元素,常用赤鐵礦和磁鐵礦。鋼鐵的冶煉70%72.4%48.3%46.7%實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵【實(shí)驗(yàn)藥品】【實(shí)驗(yàn)裝置】氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳?xì)怏w【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】玻璃管內(nèi)紅棕色粉末逐漸變成黑色試管內(nèi)澄清石灰水變渾濁尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2點(diǎn)燃裝置末端酒精燈的作用是什么?點(diǎn)燃尾氣,防止有毒的CO污染空氣點(diǎn)燃收集檢查裝置氣密性裝藥品,固定儀器通入純凈的CO氣體點(diǎn)燃酒精燈熄滅酒精燈冷卻后停止通CO點(diǎn)燃酒精噴燈反應(yīng)結(jié)束后熄滅酒精噴燈實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵步驟【記憶法則】一氧化碳早出晚歸酒精噴燈遲到早退

3.如何檢驗(yàn)生成的黑色固體中有鐵?(2)取樣,加入足量的稀鹽酸,若黑色粉末溶解,產(chǎn)生氣泡,溶液變?yōu)闇\綠色,則黑色粉末為鐵。(1)用磁鐵吸引;為什么要先通一段時(shí)間CO,再加熱Fe2O3?排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱發(fā)生爆炸2.為什么要先停止加熱,待物質(zhì)冷卻后再停止通CO?石灰水倒吸使硬質(zhì)玻璃管破裂防止鐵粉再次被氧化閱讀教材P18,討論回答下列問題1.鋼鐵廠如何把礦石煉成鐵和鋼?2.生鐵與鋼的成分有何異同?3.寫出高爐內(nèi)發(fā)生的的主要反應(yīng)方程式。4.將生鐵煉成鋼的原理是什么?煉鐵設(shè)備——高爐閱讀思考1.焦炭的作用:2.石灰石作用:3.煉鐵的原理:工業(yè)煉鐵--設(shè)備、原料、原理、產(chǎn)品提供熱量,提供還原劑一氧化碳。原料將鐵礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣。高溫條件下,用一氧化碳做還原劑將礦石中的鐵還原出來。4.得到的產(chǎn)品是什么?5.出鐵口為什么在出渣口下方?煉鐵設(shè)備——高爐產(chǎn)品產(chǎn)品為生鐵,是含碳量在2%-4.3%的鐵合金。鐵水的密度比爐渣的密度小工業(yè)煉鐵和實(shí)驗(yàn)室煉鐵有什么不同原料、產(chǎn)物不同設(shè)備不同溫度不同對(duì)環(huán)境影響不同操作難易程度不同工業(yè)煉鐵原料和產(chǎn)物都是混合物,實(shí)驗(yàn)室煉鐵原料和產(chǎn)物都是純凈物工業(yè)煉鐵設(shè)備是高爐,實(shí)驗(yàn)室用玻璃管高爐內(nèi)溫度高,玻璃管內(nèi)溫度較低高爐煉鐵對(duì)環(huán)境影響大,實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境影響小

高爐煉鐵工藝復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)室操作簡(jiǎn)單

煉鐵煉鋼原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣生鐵、廢鋼、氧氣原理在高溫的條件下,利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來;同時(shí),利用石灰石將鐵礦石中的脈石(如二氧化硅)轉(zhuǎn)變成爐渣主要是利用氧化劑(純氧)把生鐵里過多的碳和其他雜質(zhì)氧化除去主要設(shè)備高爐平爐、轉(zhuǎn)爐、電爐產(chǎn)品生鐵鋼工業(yè)煉鐵、煉鋼的區(qū)別生鐵和鋼的區(qū)別類別含碳量含雜質(zhì)(硫、磷等)機(jī)械性能機(jī)械加工生鐵2%~4.3%多硬而脆可鑄不可鍛鋼0.03%~2%少硬而韌、有彈性可鑄可鍛

由于礦藏豐富、易冶煉、價(jià)格低廉,鐵是世界上應(yīng)用最廣泛的金屬。我國(guó)早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就開始煉鐵。1949年前,我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展緩慢,1949年,鋼的年產(chǎn)量?jī)H15.8萬噸1949年后,特別是改革開放以來,鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展,近年來年產(chǎn)量均居世界首位,鋼材的品種也大大增加。珠澳大橋于2009年12月動(dòng)工建設(shè),2018年10月開通運(yùn)營(yíng),僅主梁鋼板用量就達(dá)到了42萬噸。含雜質(zhì)化學(xué)方程式計(jì)算(1)5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石含有多少噸Fe2O3?請(qǐng)列出計(jì)算式。純凈物的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量×純度(2)2000t含F(xiàn)e98%的生鐵含有多少噸鐵?請(qǐng)列出計(jì)算式。(3)2000t含雜質(zhì)2%的生鐵含有多少噸鐵?請(qǐng)列出計(jì)算式。

某煉鐵廠每天需消耗5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石,理論上可生產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵多少噸?溫馨提示:根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算,代入的數(shù)據(jù)都是純凈物的質(zhì)量。解:Fe2O3質(zhì)量為5000t×76%=3800t設(shè):生鐵質(zhì)量為x,則純鐵質(zhì)量為98%·xFe2O3+3CO2Fe+3CO2160

1123800t

98%·x160∶3800t=112∶(98%·x)x=2714.3t答:理論上可日產(chǎn)含鐵98%的生鐵2714.3噸閱讀教材P20“知識(shí)視窗”金屬的冶煉方法:1.活潑金屬——電解法(如鈉、鉀、鎂、鋁)2.一般金屬——熱還原法(如銅、鐵、鋅)3.較不活潑金屬——直接加熱法(如汞)Al2O34Al+3O2↑MgCl2Mg+Cl2↑通電高溫CuO+H2Cu+H2O△2HgO2Hg+O2↑△1.下列關(guān)于煉鐵的敘述錯(cuò)誤的是()A.主要原料為鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣等

B.主要設(shè)備為高爐

C.主要原理是利用焦炭的還原性置換出鐵礦石中的鐵

D.主要產(chǎn)物是生鐵

2.用3000t含氧化鐵80%的赤鐵礦,理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是()A.1166tB.1750tC.1810t D.1944tCB3.鋼鐵的冶煉是人類文明的一個(gè)重要標(biāo)志,如圖是模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置圖。(1)請(qǐng)你寫出冶煉生鐵的化學(xué)方程式

。(2)請(qǐng)寫出一種證明產(chǎn)物中含鐵粉的方法:

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