初中化學金屬礦物與冶煉課件-2024-2025學年九年級化學科粵版（2024）下冊

6.3

金屬礦物與冶煉

地殼中的鐵在自然界中主要以化合物形式還是單質(zhì)的形式存在?想一想一、金屬在自然界的存在游離態(tài)（單質(zhì)）：化合態(tài)（化合物）：Ag,Pt,AuFe,Al,Cu，Na等絕大多數(shù)金屬二、金屬礦物自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的金鐵的礦物赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦褐鐵礦黃鐵礦磁鐵礦的主要成分為Fe3O4

黃鐵礦的主要成分是FeS2

鐵的幾種礦石赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)

褐鐵礦（Fe2O3·xH2O)菱鐵礦主要成分是FeCO3

銅的礦物黃銅礦孔雀石斑銅礦赤銅礦鋁的礦物鋁土礦明礬石水鋁石使金屬礦物變成金屬的過程，叫做金屬的冶煉金屬的冶煉Fe2O3和Fe的組成上均含有Fe元素，不同之處在于Fe少了O元素，要使Fe2O3轉(zhuǎn)變成Fe，可從哪些方面入手？交流與討論

金屬鐵的冶煉,是把它們的礦物跟易得氧的物質(zhì)一起加熱反應，以奪氧的方式還原鐵的氧化物。通常使用的還原劑是CO。以赤鐵礦為例，其化學方程式為：3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2高溫小結(jié)三、煉鐵的基本原理觀察與思考1、澄清石灰水的作用是什么？實驗中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

2、尾氣如何處理？3、實驗中為什么要先通一段時間CO，再加熱Fe2O3？

4、實驗結(jié)束前應如何操作?5、如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？（1）、檢查裝置的氣密性；（2）、裝入藥品并固定；（3）、向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳氣體；（4）、給氧化鐵加熱；（5）、停止加熱；（6）、待試管冷卻后停止通一氧化碳。1、實驗步驟(CO:早出晚歸酒精燈:遲到早退)排出裝置內(nèi)的空氣，以免加熱時CO與空氣混合，可能會發(fā)生爆炸防止生成的鐵重新被氧化防止石灰水倒吸，玻璃管炸裂1、紅棕色的粉末逐漸變成黑色

2、實驗現(xiàn)象3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫CO2+Ca(OH)2===CaCO3+H2O

2、澄清的石灰水變渾濁。3、導管尾處出現(xiàn)淡藍色火焰2CO+O2==2CO2點燃4、尾氣的成分中含有CO，有毒，排放到空氣中會污染環(huán)境，必須加以處理，方法有

5、如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？1、用磁鐵吸引（物理方法）（1）、用氣球收集；（2）、用燃著的酒精燈點燃（常用方法）；2、加鹽酸或硫酸（化學方法）3、加硫酸銅溶液(化學方法)

3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2高溫H2C練習：請寫出H2和C還原Fe2O3的化學方程式高溫3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O具有還原性的物質(zhì):COH2和C還原CuO實驗比較實驗裝置圖回憶總結(jié)：1、澄清石灰水的作用是什么？實驗中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

2、尾氣如何處理？3、實驗中為什么要先通一段時間CO，再加熱Fe2O3？

4、實驗結(jié)束前應如何操作?5、如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？

工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備、原料、原理、還原劑各是什么？各原料的作用又是如何的呢？

交流與討論1、煉鐵的主要設(shè)備是：高爐2、煉鐵的原料：（1）鐵礦石：（2）焦炭:（3）石灰石：（4）空氣:提供鐵元素a、提供熱源、維持爐溫b、制還原劑CO制造爐渣

提供氧氣5、鐵的冶煉的反應過程過量空氣焦炭焦炭高溫高溫赤鐵礦高溫CO2COFe3、煉鐵的原理：在高溫條件下，用還原劑一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫4、主要反應C+O2===CO2C+CO2===2CO3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫高溫點燃5、產(chǎn)物：生鐵涉及反應化學方程式：3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2高溫C+CO2==2CO高溫C+O2==CO2點燃產(chǎn)品：生鐵（含碳量2-4.3%）合金2.煉鋼：氧氣高溫鋼生鐵鋼（含碳量0.03-2%）中國古代冶煉圖轉(zhuǎn)爐煉鋼為紀念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票金屬冶煉方法小結(jié)1、熱分解法

有些不活潑金屬僅用熱分解法就能制得。

2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑2Al2O3====4Al+3O2↑2NaCl====2Na+Cl2↑2．電解法在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。通電通電3．熱還原法多數(shù)金屬的冶煉過程屬于熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣等。Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2高溫CuO+H2==Cu+H2O△1.活潑金屬(如KCaNaMgAI)

電解法:2Al2O3=4Al+3O22.一般金屬(如ZnFeSnPbCu)

熱還原法:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO23.較穩(wěn)定金屬(如HgAg)

直接加熱法:2HgO=2Hg+O24.穩(wěn)定金屬(如PtAu):直接以單質(zhì)形式存在通電高溫△冶煉金屬的常用方法金屬活動性順序：

KCaNaMgAl

‖ZnFeSnPb(H)Cu‖Hg

Ag‖PtAu電解法熱還原法直接加熱法單質(zhì)形態(tài)越活潑的金屬,越容易與其他物質(zhì)形成化合物,也就越難從化合物中還原出金屬單質(zhì).越不活潑的金屬,越不容易與其他物質(zhì)形成化合物,也就越容易從化合物中還原出金屬單質(zhì).金屬活動性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

PtAu金屬活動性由強漸弱二、關(guān)于含雜質(zhì)的計算例1：用1000t氧化鐵，理論上可以煉出多少噸鐵？例2：用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出多少噸鐵？例3：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：用1000t氧化鐵，理論上可以煉出鐵為x3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫

1601121000tx1601000t112x=X=700t答：用1000t氧化鐵，理論上可以煉出700t鐵。解：用1000t含80%氧化鐵，理論上可以煉出鐵為x3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫

1601121000t×80%x1601000t×80%11296%x=X=560t答：用1000t含80%氧化鐵，理論上可以煉出560t鐵。解：用1000t含80%氧化鐵，理論上可以煉出生鐵x3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫

1601121000t×80%

96%x1601000t×80%

112

x=X=583.3t答：用1000t含80%氧化鐵，理論上可以煉出生鐵583.3t

不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量÷物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)純物質(zhì)的質(zhì)量

=

不純物質(zhì)的質(zhì)量×物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)例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？解：設(shè)可練出生鐵質(zhì)量為XFe2O3+3CO==2Fe+3CO2高溫1601121000t×80%

96%X1121601000t×80%

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