人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 金屬資源的利用和保護(hù) 金屬和金屬材料課件(第1課時(shí))

第八單元金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護(hù)第1課時(shí)

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.列舉常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物,能說出煉鐵的原料和冶煉原理。2.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行反應(yīng)物或生成物中含雜質(zhì)的有關(guān)計(jì)算。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)煉鐵原理以及有關(guān)雜質(zhì)的計(jì)算。金屬材料的使用,標(biāo)志著人類的進(jìn)步和發(fā)展。我國(guó)古代勞動(dòng)人民在商代就能制造出青銅器,春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就會(huì)冶鐵煉鋼。你知道如何才能把金屬礦物中的金屬冶煉出來嗎?今天我們就一起來學(xué)習(xí)鐵的冶煉。探究問題一:鐵的冶煉1.實(shí)驗(yàn)室煉鐵:(1)在實(shí)驗(yàn)室可用下圖所示實(shí)驗(yàn)來煉鐵。(裝置圖包括三個(gè)部分:還原氧化鐵、驗(yàn)證生成物和除去尾氣)(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①檢驗(yàn)裝置的氣密性;②裝入藥品并固定;③向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w;④給氧化鐵加熱;⑤停止加熱;⑥停止通入一氧化碳。(3)實(shí)驗(yàn)原理:

。

(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:紅色的氧化鐵粉末逐漸變成

色,生成的氣體能使澄清的石灰水變

,尾氣點(diǎn)燃產(chǎn)生

火焰。

黑渾濁藍(lán)色3CO+Fe2O32Fe+3CO2(5)實(shí)驗(yàn)問題討論:①為什么實(shí)驗(yàn)前要先通入一氧化碳,后加熱?先通入CO一段時(shí)間是為了排盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先停止加熱,還是先停止通入CO,為什么?可燃性、還原性、氧化性、毒性、酸堿性、金屬活動(dòng)性、穩(wěn)定性等。③裝置中右邊的酒精燈起什么作用?除去未反應(yīng)完的CO,以防CO逸出污染空氣。2.工業(yè)煉鐵:(1)煉鐵的基本原理:

;

。化學(xué)反應(yīng)原理的通式是

。

(2)煉鐵的原料是

、

、

和空氣;主要設(shè)備是高爐。

(3)原料中焦炭的主要作用是提供

和還原劑

;石灰石的主要作用是

;工業(yè)煉鐵的產(chǎn)物是

而不是純鐵。

在高溫下,利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來鐵礦石焦炭石灰石能量一氧化碳除去礦石中的二氧化硅生鐵yCO+FexOyxFe+yCO2探究問題二:根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算(含雜質(zhì))1.化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物間各物質(zhì)的質(zhì)量比都是純凈物間的質(zhì)量比,而不表示不純物質(zhì)間的質(zhì)量比。所以計(jì)算時(shí)必須先換算成純凈物,才能代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。2.請(qǐng)根據(jù)以上提示和課本P17“例題”的解題格式,完成課本P21的第5、6題。3.把你的解題思路或解題方法與小組同學(xué)相互展示,討論和指出其中的錯(cuò)誤以及錯(cuò)誤的原因?！飳W(xué)習(xí)小結(jié)1.工業(yè)上鐵礦石(以赤鐵礦為例)在高溫下,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,鐵礦石冶煉鐵的原理:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。2.根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行反應(yīng)物或生成物中含雜質(zhì)的有關(guān)計(jì)算。在實(shí)際生產(chǎn)中,所用的原料一般都含有雜質(zhì),在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí),對(duì)含雜質(zhì)的物質(zhì)(不管是反應(yīng)物還是生成物),必須換算成純凈物的質(zhì)量,才能代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。純凈物的質(zhì)量=不純物的質(zhì)量×物質(zhì)的純度(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))★誤區(qū)警示1.利用高爐冶煉鐵得到的產(chǎn)品是生鐵。將生鐵煉成鋼主要是降碳、去硫磷、調(diào)硅錳。2.高溫下,一氧化碳還原金屬氧化物不是置換反應(yīng)。第1課時(shí)金屬資源的利用和保護(hù)

金礦石鉛礦石鐵礦石新課導(dǎo)入一、金屬礦物資源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。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銀0.00001金0.0000005金屬元素在地殼中的含量新課講解金、銀等以單質(zhì)形式存在自然界中以單質(zhì)形式存在的金自然界中以單質(zhì)形式存在的銀其余的金屬都以化合物的形式存在赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）菱鐵礦（主要成分是FeCO3）鋁土礦（主要成分是Al2O3）黃銅礦（主要成分是CuFeS2）輝銅礦（主要成分是Cu2S）中國(guó)礦物資源概況礦物儲(chǔ)量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上占有重要的地位。礦物種類比較齊全；大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提取數(shù)以億噸計(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。二、鐵的冶煉早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開始生產(chǎn)和使用鐵器。春秋時(shí)期鐵鋤和鐵削1．鐵的冶煉史我國(guó)古代煉鐵圖公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。為紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)量突破1億噸發(fā)行的郵票2．工業(yè)煉鐵（1）冶煉原料其中石灰石的作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣。鐵礦石焦炭石灰石（2）冶煉原理及相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)C+O2CO2高溫3CO+Fe2O32Fe+3CO2（原理）高溫C+CO22CO高溫2C+O22CO高溫?zé)掕F高爐及爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)過程示意圖（3）實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵裝置圖硬質(zhì)玻璃管中的紅色物質(zhì)變成了黑色；試管中的澄清石灰水變渾濁。

1．實(shí)驗(yàn)中能觀察到哪些現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先通入CO，目的是把裝置內(nèi)的空氣排凈，避免可能引起爆炸。

2．實(shí)驗(yàn)前為什么要先通入CO？反應(yīng)完成后，須待試管內(nèi)物質(zhì)冷卻后再停止通CO，目的是防止在溫度較高的情況下，生成的鐵會(huì)被進(jìn)入的空氣中的氧氣重新氧化。

3．酒精噴燈停止加熱后，為什么還要繼續(xù)通入一段時(shí)間的CO？一氧化碳有毒，進(jìn)入空氣中會(huì)污染空氣，需要進(jìn)行尾氣處理。

4．為什么要進(jìn)行尾氣處理？反應(yīng)完畢后，把得到的黑色粉末倒在白紙上觀察，并試驗(yàn)它能不能被磁鐵吸起，由此判斷反應(yīng)中是否生成了鐵。

5．如何驗(yàn)證是否生成了鐵？赤鐵礦（Fe2O3）（含量70%）

黃鐵礦（FeS2）（含量46.7%）菱鐵礦（FeCO3）（含量48.3%）

磁鐵礦（Fe3O4）（含量72.4%）

想一想：假如你是煉鐵廠的廠長(zhǎng)，你認(rèn)為哪兩種礦石適宜作為工業(yè)煉鐵的原料？哪種最不適宜？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)問題。三、有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算利用化學(xué)方程式的計(jì)算，不管是反應(yīng)物還是生成物都是純凈物。純物質(zhì)質(zhì)量＝含雜質(zhì)物質(zhì)總質(zhì)量×純物質(zhì)所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含有雜質(zhì)的物質(zhì)用于化學(xué)方程式的計(jì)算時(shí)，要把混合物的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成純凈物的質(zhì)量。

【例題】用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？

【解】1000t赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量為：

1000t×80%=800t設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出純鐵的質(zhì)量為x。解法一：160112800tx=160800t解得：x=560tFe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫112x折合為含鐵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583t。設(shè)：1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵質(zhì)量為x。Fe2O3～2Fe1601121000t×80%96%·x解法二：答：1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵583t。1601121000t×80%96%·x=解得：x=583t學(xué)完本課你應(yīng)該知道：

1．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。3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫

2．把鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過程，其主要原理是在高溫下，一氧化碳奪取鐵礦石里的氧，將鐵還原出來：

3．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)注意雜質(zhì)問題。課堂小結(jié)1．赤鐵礦的主要成分是（）

A．FeO

B．Fe2O3

C．Fe3O4

D．FeCO3B課堂練習(xí)2．下列物質(zhì)為純凈物的是（）

A．黃鐵礦B．菱鐵礦C．不銹鋼D．含氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氧化鐵D3．①氧氣②空氣③生鐵④赤鐵礦⑤石灰石⑥生石灰⑦無煙煤⑧焦炭。煉鐵高爐中投放的基本原料是（）

A．①③⑤⑦

B．②④⑤⑧C．①③⑥D(zhuǎn)．①②③④B4．我國(guó)鐵礦石資源比較豐富，2000年，鋼鐵年總產(chǎn)量就已達(dá)到1.27億噸，成為世界鋼鐵大國(guó)。某鋼鐵廠日產(chǎn)含3%雜質(zhì)的生鐵2240t，則需要含F(xiàn)e2