第八單元課題3第1課時(shí)金屬資源的利用和保護(hù)【知識精研】九年級化學(xué)人教版（2024）下冊

建設(shè)中金屬鐵的高鐵獲取HighspeedrailwayconstructionAcquisitionofmetalmaterials50Kg/m我國鐵路目前主要用重軌10t左右一個(gè)高鐵車廂使用的鋁合金10t左右高速列車每公里軌道鐵鋁銅鋼材生產(chǎn)需要考慮的因素工藝安全產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)量生產(chǎn)原料1.金屬在自然界存在的形式金可以從河沙里淘出，這說明金是以化合物形式存在還是以單質(zhì)形式存在呢？為什么呢？單質(zhì)，金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定學(xué)習(xí)任務(wù)1:挑選鐵礦石探尋金屬在自然界的存在形式活動1zzzzzzzzzzzzzz自然界單質(zhì)金Auzzzzzzzzzzzzzz自然界單質(zhì)銀Agzzzzzzzzzzzzzz自然界單質(zhì)鉑Pt單質(zhì)大多數(shù)較活潑的金屬（如鐵、鋅、鈉和鈣等）金屬化合物在自然界以礦物質(zhì)形式存在礦石zzzzzzzzzzzzzz鋁土礦主要成分是Al2O3zzzzzzzzzzzzzz赤銅礦主要成分是Cu2Ozzzzzzzzzzzzzz金紅石主要成分是Cu2Ozzzzzzzzzzzzzz軟錳礦主要成分是MnO2化合物挑選鐵礦石活動2zzzzzzzzzzzzzz含鐵量70%主要成分Fe2O3赤鐵礦zzzzzzzzzzzzzz菱鐵礦含鐵量48.3%主要成分FeCO3zzzzzzzzzzzzzz含鐵量46.7%主要成分FeS2黃鐵礦zzzzzzzzzzzzzz磁鐵礦含鐵量72.4%主要成分Fe3O4礦物礦石如何變成金屬？H2Fe2O3Fe3O4化合物單質(zhì)Fe還原劑失去氧元素（還原反應(yīng)）CCO淳元素原創(chuàng)

盜版必究《天工開物》中記載凡鐵一爐載土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭”（“土”為鐵礦石）揭秘工業(yè)煉鐵走進(jìn)煉鐵廠活動3zzzzzzzzzzzzzz揭秘工業(yè)煉鐵走進(jìn)煉鐵廠活動3zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz工業(yè)煉鐵的原料焦炭鐵礦石石灰石空氣工業(yè)煉鐵原理高爐zzzzzzzzzzzzzz焦炭的作用生成CO，提供熱量石灰石的作用將礦石中SiO2轉(zhuǎn)化為爐渣工業(yè)煉鐵得到產(chǎn)品生鐵工業(yè)煉鐵設(shè)備Fe2O3+COFe+CO2高溫高爐氣體高爐氣體進(jìn)風(fēng)口熱空氣：N2、O2出渣口出鐵口進(jìn)風(fēng)口工業(yè)煉鐵上中下一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)原理Fe2O3＋3CO高溫2Fe＋3CO2①紅棕色的物質(zhì)變?yōu)楹谏?；②澄清的石灰水變渾濁；③尾氣燃燒并產(chǎn)生藍(lán)色火焰。一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)思考與交流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。思考與交流3.CO有毒，如何進(jìn)行尾氣處理？尾氣中的CO要經(jīng)過點(diǎn)燃處理或收集備用，防止污染空氣收集法燃燒法4.如何檢驗(yàn)一氧化碳還原氧化鐵生成物是鐵呢？（1）用磁鐵吸引；（2）加入足量的稀鹽酸，若黑色粉末溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液變?yōu)闇\綠色，則黑色粉末為鐵。思考與交流原料：鐵礦石產(chǎn)品：生鐵在實(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?；どa(chǎn)中的物料計(jì)算學(xué)習(xí)任務(wù)3：揭秘工業(yè)煉鐵含雜質(zhì)計(jì)算活動4zzzzzzzzzzzzzz我?guī)蜔掕F廠解決實(shí)際問題用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?鐵礦石與氧化鐵，鐵與生鐵之間有什么的關(guān)系？鐵礦石Fe2O3生鐵Fe物質(zhì)的純度=×100%

不純物的總質(zhì)量純凈物的質(zhì)量zzzzzzzzzzzzzz解：設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫1601161000t×80％

x·96%

1601161000t×80％

x·96%=

x=583t答：理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583噸。

混合物化合物（純凈物）

單

質(zhì)（純凈物）

合

金（混合物）【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？1000t×80％=800tFe2O3＋3CO2Fe＋3CO21602×56800txx=560t解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為x。赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)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。高溫1602×56=800tx例：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)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。1602×561000t×80％

x·96%

x=2×56×1000t×80％160×96%

=583t答：理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583噸。Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫1602×561000t×80％

x·96%=某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵3000t，試計(jì)算：（1）該3000t生鐵中含純鐵多少噸？（2）該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）x≈4790t（2）設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：（1）生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850tFe2O3

+3CO

2Fe+3CO2160112x·85%2850t

高溫160x·85%=1122850t答：（1）該3000t生鐵中含純鐵2850t。

（2）該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石為4790t。1.某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76％的赤鐵礦石，該廠理論上可以日產(chǎn)Fe98％的生鐵多少t？淳元素原創(chuàng)

盜版必究設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為x。Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO21602×56x=2714t1602×56=3900tx·98%高溫5000t×76％

x·98%2.冶煉2000t含雜質(zhì)3％的生鐵，需要含F(xiàn)e3O4的赤鐵礦石多少t？淳元素原創(chuàng)

盜版必究x≈2974t（2）設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：（1）生鐵中含純鐵：2000t×(1－3%)=1940tFe3O4+4CO3Fe+4CO2232168x·90%1940t

高溫232x·90%=1681940t答：（1）該3000t生鐵中含純鐵1940t。

（2）該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e3O4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%的赤鐵礦石為2974t。課堂小結(jié)當(dāng)堂訓(xùn)練1.[新素材]2021年3月中旬，天問一號著陸巡視器搭載著祝融號火星車成功著陸于火星烏托邦平原南部?；鹦峭寥乐泻孔罡叩慕饘僭貫殍F元素，主要以氧化鐵形式存在，因此火星土壤呈現(xiàn)紅色。地球工業(yè)中常利用赤鐵礦(主要含有氧化鐵)來煉鐵，下列說法中正確的是() A.地球的地殼中含量最高的金屬元素也是鐵元素 B.高爐煉鐵得到的產(chǎn)品是純鐵 C.煉鐵過程中，氧化鐵體現(xiàn)出了還原性D.高爐煉鐵時(shí)加入的石灰石可將雜質(zhì)二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣D當(dāng)堂訓(xùn)練2.小明筆記中有一處錯(cuò)誤,你認(rèn)為是圖中的哪一處(

)A.a處 B.b處 C.c處 D.d處B當(dāng)堂訓(xùn)練3.利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行CO還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(

)A.氧化鐵發(fā)生了氧化反應(yīng)B.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.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),先停止通CO,再停止加熱C當(dāng)堂訓(xùn)練A．該實(shí)驗(yàn)不需要增加尾氣處理裝置B．該實(shí)驗(yàn)應(yīng)先通入一段時(shí)間的CO后再加熱C．NaOH溶液可以檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物D．反應(yīng)結(jié)束后，含有未反應(yīng)的Fe2O3固體，可以采用加入鹽酸的方法來提純鐵B4.鋼鐵廠會利用焦炭產(chǎn)生的還原性氣體來煉鐵，某同學(xué)用此原理按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（）當(dāng)堂訓(xùn)練5.（2021?綿陽中考）我國高鐵建設(shè)走在世界前列，修建高鐵需要大量鐵礦石來煉鐵，進(jìn)而煉鋼。（1）下列三種鐵礦石的主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeCO3中，含鐵量最高的是

。高爐煉鐵需要的原料有鐵礦石、焦炭、

和石灰石。Fe3O4空氣（2）要煉出含鐵96%的生鐵1000t，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？若高爐氣體不加處理，理論上會向大氣中排放CO2多少噸（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）？x≈1714t設(shè)需要赤鐵礦石的質(zhì)量為x，產(chǎn)生CO2的質(zhì)量為y。解：Fe2O3

+

3CO

2Fe

+

3CO2112132x×80%1000t×96%y答：至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦1714t，理論上會向大氣中排放CO2的質(zhì)量為1131t。高溫y≈1131t160112x×80%1000t×96%=1121321000t×96%y=體驗(yàn)中考（2022?晉中）大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，在以下四種礦石中，可用于煉鐵的是（）A．赤鐵礦（主要成分是Fe2O3） B．爐甘石（主要成分是ZnCO3）C．鋁土礦（主要成分是Al2O3） D．赤銅礦（主要成分是Cu2O）A體驗(yàn)中考(2022?紹興）春秋初期，紹興一帶是南方的一個(gè)冶鐵中心，其煉鐵方法是在1000℃左右的溫度下，使木炭和鐵礦石（主要成分為Fe2O3）發(fā)生一系列的反應(yīng)生成含較多雜質(zhì)的海綿鐵。其中主要化學(xué)反應(yīng)為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。下列說法正確的是（）A．海綿鐵是一種純凈物 B．Fe2O3中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià) C．上述反應(yīng)中涉及的氧化物只有2種 D．煉鐵過程中，木炭只是作為燃料使用B體驗(yàn)中考（2022?福建）我國古代常用灰吹法煉銀（如圖），其過程為：將礦物銀熔于鉛形成銀鉛塊，通過焙燒使鉛氧化成PbO進(jìn)入爐灰，灰吹得銀。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．銀是活潑金屬B．銀鉛塊屬于混合物 C．PbO中Pb的化合價(jià)為+2 D．灰吹法煉銀過程含有化學(xué)變化A①赤鐵礦__________，②磁鐵礦__________，③菱鐵礦__________，④鋁土礦__________。其中主要成分是氧化物的是___________（填序號）。Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3①②④典例1寫出下列礦石的主要成分