324金屬冶煉（課件）九年級科學(xué)上冊（華東師大版）

2.4金屬冶煉YF教學(xué)目標一一01知道常見金屬的礦物了解鐵的冶煉0203會進行涉及不純物的化學(xué)方程式簡單計算課堂引入二詩句描述了銅官山腳下，冶銅工人在熊熊的爐火，火舌竄動中，煉銅的場景！那么，如何從金屬礦石中得到我們想要的金屬呢？課堂引入二

早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。自然界中的幾種礦石三自然界中以單質(zhì)形式存在的金自然界中以單質(zhì)形式存在的銀地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物的形式存在。自然界中的幾種礦石三赤鐵礦

Fe2O3磁鐵礦

Fe3O4黃鐵礦

FeS2鋁土礦

Al2O3黃銅礦

CuFeS2孔雀石

Cu2(OH)2CO3

我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家之一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要地位。赤鐵礦（主要成分）磁鐵礦（主要成分）菱鐵礦（主要成分）鋁土礦（主要成分）黃銅礦（主要成分）輝銅礦（主要成分）自然界中的幾種礦石三金屬冶煉——鐵四1、實驗原理2、實驗步驟實驗室用CO還原氧化鐵實驗檢查裝置氣密性裝藥品，固定儀器通入CO氣體點燃酒精燈點燃酒精噴燈反應(yīng)結(jié)束，熄滅酒精噴燈冷卻后停止通CO熄滅酒精燈金屬冶煉——鐵四3、實驗現(xiàn)象玻璃管內(nèi)的粉末由紅棕色逐漸變黑試管內(nèi)澄清石灰水變渾濁氣體燃燒，有淡藍色火焰金屬冶煉——鐵四寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式思考金屬冶煉——鐵四4、注意事項注意驗純注意氣體通停順序注意尾氣處理注意檢查裝置氣密性金屬冶煉——鐵四（1）CO氣體通入順序及通入目的是什么？（2）先點燃酒精燈還是酒精噴燈？為什么？思考在點燃酒精噴燈前要先點燃酒精燈，燃燒掉尾氣中的CO，防止污染空氣。在實驗開始前要先通入CO，排盡玻璃管內(nèi)的空氣，以免加熱時玻璃管內(nèi)CO與空氣混合發(fā)生爆炸。金屬冶煉——鐵四（3）什么時候停止通入CO，目的是什么？思考反應(yīng)結(jié)束后先熄滅酒精噴燈，繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫后停止通氣，目的一是防止新生成的鐵粉在高溫下再被氧化，二是防止試管內(nèi)的液體倒吸入熱的玻璃管，造成玻璃管炸裂。金屬冶煉——鐵四處理尾氣CO常用的方法有：①燃燒法。在導(dǎo)管的末端放一個燃著的酒精燈，將CO燃燒掉。②氣球收集法。在導(dǎo)管的末端系一個小氣球收集CO。③排水收集法。用排水法收集尾氣，裝置如下:（4）如何處理尾氣CO？思考金屬冶煉——鐵四5、改進實驗裝置Fe2O3CO澄清石灰水與上個實驗裝置相比，此實驗裝置的優(yōu)點是什么？節(jié)省能源（或充分利用未反應(yīng)的CO燃燒放出的熱量）。工業(yè)煉鐵五怎樣把鐵礦石變成鐵呢？3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑高溫3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫把鐵元素從鐵礦石中提煉出來回顧：得到鐵的化學(xué)方程式呢？工業(yè)煉鐵的原理工業(yè)煉鐵五3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣鐵礦石、焦炭、石灰石高爐氣體高爐氣體出鐵口進風口O2N2熱空氣生鐵進風口出渣口CO2+C2CO高溫C+O2CO2高溫CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高溫爐渣煉鐵的原料煉鐵原理因為這兩種礦石含鐵量高(質(zhì)量分數(shù)大)，且含硫等“有害元素”少，冶煉時產(chǎn)生的污染小。常見的鐵礦石中理論上最適宜煉鐵的兩種礦石是什么？理由？赤鐵礦Fe2O3

磁鐵礦Fe3O4最適宜煉鐵的兩種礦石：工業(yè)煉鐵五工業(yè)煉鐵五1、石灰石的作用是什么？

使有礦石中二氧化硅轉(zhuǎn)變成爐渣而除去。2、工業(yè)上用該方法得到的是純鐵嗎？

不是，高爐煉得的鐵里含有2%~4.3%的碳，以及少量磷和硫，因而是鐵的合金—生鐵。它硬而脆，不利于加工。所以，人們還要把生鐵放在煉鋼爐里，吹進氧氣治煉，使其含碳量降至0.03%~2%，并除去磷、硫等雜質(zhì)，所得產(chǎn)品稱為鋼。思考與交流含雜質(zhì)有關(guān)的化學(xué)方程式計算六純凈物的質(zhì)量＝

不純物質(zhì)的總質(zhì)量×純度純度＝×100%純凈物的質(zhì)量不純物質(zhì)的總質(zhì)量在實際生產(chǎn)時，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在計算用料和產(chǎn)量時，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。第二步，依據(jù)化學(xué)方程式，根據(jù)已知純物質(zhì)的質(zhì)量計算未知純物質(zhì)的質(zhì)量；第一步，將含雜質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量轉(zhuǎn)化成純凈物的質(zhì)量；第三步，將純物質(zhì)轉(zhuǎn)化成雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。不純物質(zhì)的質(zhì)量=純凈物的質(zhì)量÷純度含雜質(zhì)的計算一般做法含雜質(zhì)有關(guān)的化學(xué)方程式計算六【例題1】用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸？赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)1000t×80%=800tFe2O3

+

3CO2Fe

+

3CO2160

2×56800txx=560t解：1000t赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量=設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。則含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為=560t÷96%≈583t答：1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵約583t。1602×56=800tx高溫含雜質(zhì)有關(guān)的化學(xué)方程式計算六【例題2】煉出1120t含鐵95%的生鐵，理論上需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少

t？

[解]設(shè)：理論上需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量為x16011280%x

1120t×95%1600.8x=1121064tx=1900t答：理論上需要含氧化鐵80%的赤鐵礦1900t3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2

高溫

含雜質(zhì)有關(guān)的化學(xué)方程式計算六【例題3】某煉鋼廠煉鋼廠購進含雜質(zhì)20%的磁鐵礦石（含F(xiàn)e3O4）1000噸，預(yù)算能產(chǎn)含雜質(zhì)4%的生鐵多少？

[解]設(shè)：預(yù)算能產(chǎn)含雜質(zhì)4%的生鐵質(zhì)量為x2321681000t×80%96%x

233800t=16896%xx=603.4t答：預(yù)算上能產(chǎn)出含雜質(zhì)4%生鐵603.4t4CO+Fe3O4=====3Fe+4CO2

高溫

含雜質(zhì)有關(guān)的化學(xué)方程式計算六

不純物質(zhì)、純物質(zhì)、物質(zhì)純度之間的關(guān)系當堂測試七1、科技創(chuàng)新助力煉鐵低碳綠色發(fā)展，鋼鐵工業(yè)是我國推進綠色發(fā)展的重點。從環(huán)保角度分析，下列礦石（括號中為其主要成分的化學(xué)式）中最不宜煉鐵的是()C

【解析】選項中最不適宜用來煉鐵的是黃鐵礦，因為黃鐵礦中含有硫元素，在冶煉過程中可能會產(chǎn)生污染空氣的二氧化硫氣體，故選C。歸納總結(jié)冶煉金屬時，選擇礦石應(yīng)遵循的原則：①需提煉金屬的含量高；②礦石在冶煉過程中對環(huán)境污染小。當堂測試七2、下圖是實驗室模擬工業(yè)煉鐵的裝置。下列有關(guān)說法不正確的是()C

當堂測試七

當堂測試七

AA.赤鐵礦 B.磁鐵礦 C.菱鐵礦 D.鋁土礦

當堂測試七4、下列關(guān)于工業(yè)煉鐵的敘述錯誤的是()C

當堂測試七5、對下列實驗過程當中實驗現(xiàn)象敘述錯誤的是（）A．一氧化碳燃燒，產(chǎn)生藍色的火焰B．石灰水由澄清變渾濁C．紅色的氧化鐵逐漸變?yōu)殂y白色D．點燃酒精噴燈，劇烈燃燒，放出大量的熱C防止灼熱的鐵再次被氧化紅色物質(zhì)逐漸變黑，澄清的石灰水變渾濁Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2排凈玻璃管內(nèi)的空氣，防止發(fā)生爆炸尾氣處理，防止ＣＯ污染空氣高溫1、反應(yīng)的現(xiàn)象________________________2、反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________3、反應(yīng)時是先通一氧化碳還是先給藥品加熱呢?目的是_______________________4、裝置中右側(cè)的酒精燈作用是________________________5、先停止加熱,等冷卻后在停止通CO