【初中化學(xué)】金屬資源的利用和保護(hù)-2024-2025學(xué)年九年級(jí)化學(xué)人教版（2024）下冊(cè)

第八單元

金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用與保護(hù)第1課時(shí)新課導(dǎo)入人類(lèi)每年要提取數(shù)以?xún)|噸計(jì)的金屬，

用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域。其中，

提取量最大的是鐵。鐵年產(chǎn)量第一0102鋁年產(chǎn)量第二03銅年產(chǎn)量第三新課導(dǎo)入我們使用的這些金屬是從哪里提取出來(lái)的?新課導(dǎo)入知識(shí)點(diǎn)2常見(jiàn)的金屬礦石課堂教學(xué)展示課堂探究閱讀課本P14~P15（16-17），包括圖片和資料，交流討論?；卮穑?.自然界中金屬一般以什么形式存在？2.常見(jiàn)的鐵礦石、鋁礦石、銅礦石、錳礦石、鈦礦石有哪些？其主要成分是什么？3.工業(yè)煉鐵的原理？新課講授地球上的金屬資源廣泛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以單質(zhì)形式存在的金屬金Au銀Ag鉑Pt隕鐵Fe新課講授含鐵元素的礦石自然界中的幾種礦石以化合物形式存在磁鐵礦(Fe3O4)赤鐵礦(Fe2O3)菱鐵礦(FeCO3)黃鐵礦(FeS2)新課講授黃銅礦CuFeS2輝銅礦Cu2S孔雀石Cu2(OH)2CO3含銅元素的礦石自然界中的幾種礦石以化合物形式存在赤銅礦Cu2O新課講授鋁土礦Al2O3明礬石KAl(SO4)·12H2O含鋁元素的礦石自然界中的幾種礦石以化合物形式存在含其他元素的礦石金紅石(TiO2)軟錳礦(MnO2)新課講授最早的人工冶鐵制品西周晚期的玉柄鐵劍戰(zhàn)國(guó)時(shí)期最大的鐵器戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的鐵火盆鐵的冶煉鐵器的使用記載新課講授寶鋼煉鐵高爐煉鐵的記載明代宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》中的我國(guó)古代煉鐵圖炒鋼法早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器。從一世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。比較Fe2O3與Fe組成的差異，用什么方法或試劑去完成鐵的冶煉呢？新課講授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(lái)回顧：得到鐵的化學(xué)方程式?工業(yè)煉鐵的原理新課講授3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2高溫赤鐵礦石、焦炭和石灰石高爐氣體高爐氣體出鐵口進(jìn)風(fēng)口O2N2熱空氣進(jìn)風(fēng)口出渣口CO2＋C2CO高溫C＋O2CO2高溫生鐵爐渣鐵的冶煉將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑高溫造氣反應(yīng)造鐵反應(yīng)造渣反應(yīng)①燃燒供熱②提供還原劑CO1.冶煉的原料：2.冶煉的原理：3.冶鐵的設(shè)備：4.產(chǎn)品：工業(yè)冶煉鐵主要成分CO、CO2、N2鐵礦石焦炭石灰石空氣提供鐵元素提供還原劑CO提供熱量將礦石中的SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣提供反應(yīng)所需的氧氣高爐生鐵對(duì)環(huán)境的影響含鐵量高低如果由你來(lái)選擇鐵礦石，你會(huì)選擇哪種礦石作為煉鐵的原料？黃鐵礦(FeS2)磁鐵礦(Fe3O4)赤鐵礦(Fe2O3)菱鐵礦(FeCO3)討論新課講授因?yàn)檫@兩種礦石含鐵量高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大)，且含硫等“有害元素”少，冶煉時(shí)產(chǎn)生的污染小。常見(jiàn)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：典例精講【例1】關(guān)于工業(yè)煉鐵的說(shuō)法正確的是()A．鐵礦石用于煉鐵是因?yàn)楹写罅繂钨|(zhì)鐵B．焦炭的主要作用是不完全燃燒制取COC．在高爐中冶煉出來(lái)的是生鐵，不是純鐵D．高爐的尾氣成分為CO，可以直接排放D知識(shí)梳理分析工業(yè)煉鐵原料、產(chǎn)物是否為純凈物。問(wèn)題：答：原料和產(chǎn)物都不是純凈物，礦石中含有雜質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問(wèn)題?！纠}】用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？【分析】題目中共出現(xiàn)三個(gè)數(shù)據(jù)，但都不是純量，這三個(gè)數(shù)據(jù)間的關(guān)系為：赤鐵礦石→Fe2O3→Fe→生鐵1000t→1000t×80%→化學(xué)方程式計(jì)算出純鐵質(zhì)量→純鐵質(zhì)量÷96%知識(shí)點(diǎn)2有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算課堂教學(xué)展示課堂探究典例精講【例題】用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))?【解】1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1601000t×80%＝800t設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫x＝560t112x800t160112800tx＝折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為：560t÷96%＝583.3t答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是5833t。新課講授涉及雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算不純物質(zhì)中純凈物的質(zhì)量

＝

不純物質(zhì)的總質(zhì)量×純度%純度%＝

×100%不純物質(zhì)中純凈物的質(zhì)量

不純物質(zhì)的總質(zhì)量在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問(wèn)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(jì)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=不純物質(zhì)中純凈物的質(zhì)量

÷純度%含雜質(zhì)的計(jì)算一般做法=1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%例

用2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦礦石理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少?lài)?？解析：純物質(zhì)的質(zhì)量＝不純物質(zhì)的質(zhì)量×純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。含有雜質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量不能直接代入化學(xué)方程式中計(jì)算，因?yàn)殡s質(zhì)沒(méi)有參加化學(xué)反應(yīng)。本題也可以根據(jù)鐵元素的質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)前后不變，利用化學(xué)式進(jìn)行計(jì)算。課堂教學(xué)展示典例剖析解：2000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：2000t×80%=1600t160 2×561600t x1602×561600tx=x=1120t折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為：1120t÷96%≈1166.7t答：理論上可煉出含鐵96%的生鐵1166.7t。設(shè)：1600t氧化鐵理論上可以煉出的鐵的質(zhì)量為x。Fe2O3+3CO

高溫

2Fe+3CO2冶煉2000t含雜質(zhì)3%的生鐵，需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石多少?lài)崳拷猓涸O(shè)需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石的質(zhì)量為x2323×56

x·90%答：需要含F(xiàn)e3O490%的磁鐵礦石2976.7t。2000t×97％

拓展延伸汞

銀HgAg鋅

鐵

錫

鉛(氫)銅ZnFeSnPb(H)Cu鉑

金PtAu

鉀

鈣

鈉

鎂

鋁KCaNaMgAl適用于金屬活動(dòng)性比較強(qiáng)電解法一般用于金屬活動(dòng)性順序中鋁及鋁以前的金屬冶煉熱還原法熱分解法適用于金屬活動(dòng)性弱物理提取密度大，多次淘洗掉礦粒等雜質(zhì)，便可得到冶煉金屬的方法隨堂演練1．下列生產(chǎn)工藝(或方法)中，沒(méi)有化學(xué)變化發(fā)生的是A．“五糧”釀酒B．紡紗織布C．高爐煉鐵D．工業(yè)制備二氧化碳【答案】B隨堂演練2．有關(guān)金屬和金屬材料的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．地殼和海洋中，大多數(shù)金屬以化合物的形式存在B．常溫下所有的金屬都是固體C．鋁制品耐腐蝕是因?yàn)楸砻嫔芍旅苎趸．合金的硬度一般比各成分金屬大【答案】B隨堂演練A．a(chǎn)處 B．b處 C．c處 D．d處【答案】B3.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是隨堂演練4．利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說(shuō)法正確的是A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃酒精燈后通COB．充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色C．b處可用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的CO2D．可用Ca(OH)2