9.1.2+金屬礦物及其冶煉-【知識(shí)探究】九年級(jí)化學(xué)魯教版（2024）下冊(cè)+

9.1.2金屬礦物及其冶煉一、化學(xué)觀念

認(rèn)識(shí)地球上金屬資源的存在形式，知道常見金屬礦物；理解金屬冶煉的化學(xué)原理，構(gòu)建“化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化”的觀念。二、科學(xué)思維

通過分析金屬冶煉的化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)邏輯推理和歸納總結(jié)能力。三、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

了解我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展成就和稀土分離技術(shù)貢獻(xiàn)，增強(qiáng)民族自豪感和對(duì)化學(xué)學(xué)科的認(rèn)同感。認(rèn)識(shí)到合理開發(fā)和利用金屬資源的重要性，樹立節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的責(zé)任意識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)重點(diǎn)：1.常見金屬礦物及主要成分2.工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理及相關(guān)化學(xué)反應(yīng)難點(diǎn)：1.理解金屬冶煉過程中的氧化還原反應(yīng)本質(zhì)2.從化學(xué)原理角度分析工業(yè)煉鐵的流程和操作要點(diǎn)學(xué)習(xí)重難點(diǎn)新課導(dǎo)入赫梯人的“鐵秘密”

公元前約1500年，古代小亞細(xì)亞半島（現(xiàn)今的土耳其）的赫梯人開始冶煉鐵，這種堅(jiān)硬的金屬讓他們擁有了經(jīng)濟(jì)和政治上的力量。當(dāng)時(shí)鐵的冶煉過程十分神秘，赫梯人對(duì)其嚴(yán)格保密。直到公元前約1200年，赫梯王國滅亡，各部落帶著煉鐵知識(shí)分散到歐洲和亞洲，“鐵器時(shí)代”才正式拉開帷幕。01金屬礦物的存在1.金屬資源的分布及存在形式（1）分布：地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中。（2）存在形式：

①單質(zhì)形式：金、鉑等

②化合物形式：其余金屬02銅的冶煉1.常見的銅礦石

銅是人類最早使用的金屬之一。主要是通過用焦炭焙燒含有銅元素的礦石獲得金屬銅。含銅的礦石主要有黃銅礦、孔雀石、輝銅礦等。2.古人煉銅的反應(yīng)原理

（1）焙燒孔雀石時(shí)，其主要成分堿式碳酸銅受熱會(huì)分解Cu2(OH)2CO3===2CuO+H2O+CO2↑△

（2）氧化銅能與木炭反應(yīng)，生成銅和二氧化碳。2CuO+C===2Cu+CO2↑高溫3.還原反應(yīng)化學(xué)方程式為：2CuO+C===2Cu+CO2↑高溫氧化劑，失去氧，被還原還原劑，得到氧，被氧化像這樣，含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)屬于還原反應(yīng)。常用的還原劑：C、CO、H2CuO+H2

===Cu+H2O△

當(dāng)今社會(huì)，在眾多的金屬材料中，鐵、鋁及其合金一直在人類生產(chǎn)生活中占據(jù)著主導(dǎo)地位，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r是世界各國工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。工業(yè)上是如何從鐵礦石中得到鐵的呢？思考討論03工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理1.一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)（1）反應(yīng)原理：（2）實(shí)驗(yàn)裝置：一氧化碳?xì)怏w有毒，實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意安全，同時(shí)要進(jìn)行尾氣處理！1.一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)

（3）實(shí)驗(yàn)步驟：①按上圖組裝儀器，并檢查氣密性；②把少量研細(xì)的紅色氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中；③把硬質(zhì)玻璃管固定，先點(diǎn)燃出氣口處的酒精燈，再通入一氧化碳?xì)怏w排氣，待排盡硬質(zhì)玻璃管中的空氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈加熱；④當(dāng)紅色粉末全部轉(zhuǎn)變成黑色后，先停止加熱，繼續(xù)通入一氧化碳，直至玻璃管冷卻，最后熄滅酒精燈。1.一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式硬質(zhì)玻璃管試管裝置尾部紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏吻迨宜儨啙嵛矚馊紵a(chǎn)生藍(lán)色火焰討論1.如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？

（1）紅色粉末變黑色，用磁鐵檢驗(yàn)，證明黑色粉末為鐵；

（2）將產(chǎn)生的氣體通入到澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，則生成二氧化碳。

拓展延伸：若用一氧化碳還原四氧化三鐵，應(yīng)將生成的黑色粉末加入鹽酸中，若有氣體生成，則證明有鐵生成。由于四氧化三鐵也有磁性，不能用磁鐵吸引的方法檢驗(yàn)。討論2.裝置導(dǎo)管末端為什么要放一個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈？

因?yàn)橐谎趸加卸?，且具有可燃性，反?yīng)后排出的尾氣中可能含有未反應(yīng)的一氧化碳，在導(dǎo)管末端放置點(diǎn)燃的酒精燈，是為了將尾氣中的一氧化碳點(diǎn)燃，使其轉(zhuǎn)化為二氧化碳，防止一氧化碳排放到空氣中造成空氣污染。1.一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成鐵和二氧化碳。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：思考討論1．實(shí)驗(yàn)開始前，為什么要先通入CO氣體再加熱？2．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后前，為什么要停止加熱再停止通入CO？

排盡玻璃管內(nèi)的空氣，以免加熱時(shí)玻璃管內(nèi)CO與空氣混合發(fā)生爆炸。防止新生成的鐵粉被氧化；防止液體倒吸，使玻璃管炸裂。記憶口訣：一氧化碳早出晚歸，酒精噴燈遲到早退。2.工業(yè)煉鐵

鋼鐵工業(yè)中就是利用這一原理來煉鐵的。將赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）、焦炭和石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳將鐵從氧化鐵中還原出來。

科技創(chuàng)新—徐光憲與稀土分離新技術(shù)

元素周期表中的鑭系元素和鈧、釔共計(jì)17種金屬元素，它們?cè)谧匀唤绱媪肯∩偾曳稚⒍环Q為稀土元素。這些稀土元素在信息、能源、航天、軍事等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，被視為冶金工業(yè)“維生素”。我國是稀土資源大國，2022年已探明的儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的33.8%。由于這些稀土元素的性質(zhì)太相近了，如何分離和提取它們就成為世界難題。20世紀(jì)70年代，我國科技發(fā)展需要高純度的稀土產(chǎn)品。國際上提煉稀土的技術(shù)都是保密的，而且產(chǎn)品極其昂貴。引進(jìn)技術(shù)和購買產(chǎn)品，都是不現(xiàn)實(shí)的，必須自力更生。

科技創(chuàng)新—徐光憲與稀土分離新技術(shù)

我國化學(xué)家徐光憲帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)跨過國外已有的分離方法，直接從當(dāng)時(shí)未曾觸碰過的萃取分離技術(shù)入手，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新出一套稀土分離的串級(jí)萃取理論，并在該理論指導(dǎo)下，獨(dú)創(chuàng)了稀土分離“三出口”工藝，使我國稀土分離技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，促進(jìn)了我國從稀土資源大國向高純稀土生產(chǎn)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，使我國成為全球唯一一個(gè)擁有完整稀土產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的國家。徐光憲院士被譽(yù)為“中國稀土之父”，并榮獲2008年度“國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”。

課外探究—我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展成就1996年我國鋼產(chǎn)量達(dá)到10124萬噸，首次突破一億噸，居世界首位。這是我國鋼鐵工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中一個(gè)新的里程碑，是中國人民艱苦奮斗改革開放的豐碩成果。1997年11月25日，郵電部發(fā)行了紀(jì)念郵票2枚。一枚為“中國古代冶金”，畫面以《天工開物》中記載的古代冶煉過程為背景，以我國出土的最早的鐵制農(nóng)具為主圖；一枚為“現(xiàn)代化鋼鐵廠”，畫面以寶山鋼鐵公司的廠房為背景，描繪了轉(zhuǎn)爐煉鋼的生動(dòng)場(chǎng)面?！?996年中國鋼產(chǎn)量突破一億噸》紀(jì)念郵票總結(jié)歸納隨堂練習(xí)1.下列關(guān)于工業(yè)煉鐵的敘述錯(cuò)誤的是()A.主要原理：利用焦炭的還原性置換出鐵礦石中的鐵B.主要原料：鐵礦石、焦炭和石灰石等C.主要設(shè)備：高爐D.主要產(chǎn)物：生鐵D隨堂練習(xí)2.某化學(xué)興趣小組用以下裝置探究煉鐵原理，關(guān)于該裝置和反應(yīng)過程描述錯(cuò)誤的是（）A.盛裝藥品前應(yīng)先檢查裝置氣密性B.加熱前要先通CO，加熱后B中出現(xiàn)渾濁C.已知方框中連接的是C和D，導(dǎo)管口的連接順序?yàn)閍→b→c→dD.這種方法“煉”出的鐵與工業(yè)上煉出的生鐵在組成上最大的區(qū)別是不含碳C隨堂練習(xí)4.某鋼鐵廠每天需消耗5000t含F(xiàn)e2O376%的赤鐵礦石，該廠理

論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵的質(zhì)量是多少？Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2160