【化學(xué)】金屬礦物與金屬冶煉課件-2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)科粵版（2024）下冊

6.3金屬礦物與金屬冶煉銅(銅鼎·商代，距今3000多年)鐵(鐵犁，西漢距今2000多年)鋁(鋁鍋、20世紀)1.為什么銅、鐵、鋁大量冶煉的年代差距如此之大?2.為什么到目前為止，鐵仍是世界上產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的金屬?為人類社會作出許多貢獻的金屬是從哪里來的呢?它們來自地殼中天然存在的礦物。其中，除了少數(shù)很不活潑的金屬(如金、鉑、銀)能以單質(zhì)形態(tài)存在，自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的金絕大多數(shù)金屬都是以化合物形態(tài)存在于礦物中的。通過金屬冶煉(主要是運用化學(xué)方法)，人們可將礦物中的金屬化合物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)。閃鋅礦鋁土礦幾種金屬礦物由此可見:地殼中的金屬元素，鋁和鐵的含量最多，加上鈣、鈉、鉀、鎂一共6種金屬元素，占了地殼總質(zhì)量的23.14%，其余眾多金屬元素在地殼中的儲存量是很少的。例如銅，僅占才萬分之七，金更少，僅占十億分之五。調(diào)查與交流>>>觀察并學(xué)習(xí)以下金屬礦物的相關(guān)知識赤鐵礦Fe2O3

磁鐵礦Fe3O4

黃鐵礦FeS2孔雀石Cu(OH)2CO3

赤銅礦Cu2O

鋁土礦鋼鐵的冶煉人們開采礦石，用礦石冶煉金屬。那么，礦石是怎樣變成金屬的呢?現(xiàn)以產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的鐵為例，學(xué)習(xí)金屬冶煉的基本原理。觀察活動>>>目的知道煉鐵的原理【實驗6-6】利用如圖6.3-3所示的裝置，進行氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)生成鐵的實驗。1.往耐高溫的硬質(zhì)玻璃管中加入少量氧化鐵粉末2.通入一氧化碳，等待片刻后點燃尖嘴管處酒精燈。(為什么?)3.用酒精噴燈對著硬質(zhì)玻璃管放氧化鐵處加熱。4.當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，再通一會兒一氧化碳，直至硬質(zhì)玻璃管冷卻。紅色粉末變成黑色尾氣處理，防止CO污染空氣澄清的石灰水變渾濁觀察到的現(xiàn)象:說明反應(yīng)生成物有:_______________反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Fe和CO2Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫鋼鐵廠煉鐵就是根據(jù)上述化學(xué)反應(yīng)原理進行的，采用的主要設(shè)備是高爐。將鐵礦石(主要是赤鐵礦)、焦炭、石灰石按一定的質(zhì)量比加入高爐中，從爐下部通進熱空氣，使焦炭轉(zhuǎn)變成一氧化碳，并利用它將鐵礦石中的鐵還原出來。石灰石的作用是把鐵礦石中不能被利用的礦物(如二氧化硅)轉(zhuǎn)變成爐渣而除去。實際上，高爐煉得的鐵中含有2%~4.3%的碳，以及少量硫和磷等，因而是鐵的合金--生鐵。它硬而脆，不利于加工。所以，人們還要把生鐵放在煉鋼爐里，吹進氧氣冶煉，使其含碳量降至0.03%~2%并除去硫、磷等雜質(zhì)，所得產(chǎn)品稱為鋼。它硬而韌，有彈性，可鍛造。有的鋼還加入其他各種金屬，熔煉成多種多樣具有特殊性能的合金鋼。類別含碳量（%）含雜質(zhì)機械性能機械加工生鐵2~4.3多硬而脆可鑄不可鍛鋼0.03~2少硬而韌、有彈性可鑄可鍛鐵儲量豐富、易冶煉、價格低廉，是世界上應(yīng)用最廣泛的金屬。我國早在春秋戰(zhàn)國時期就開始煉鐵。1949年前,我國的鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展緩慢，1949年，鋼的年產(chǎn)量僅15.8萬噸。1949年后，特別是改革開放以來，鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，近年來年產(chǎn)量均居世界首位，鋼材的品種也大大增加。位于廣東省珠江口伶仃洋海域內(nèi)的港珠澳大橋，連接香港、珠海和澳門，是目前世界上最大的鋼結(jié)構(gòu)橋梁。港珠澳大橋于2009年12月動工建設(shè)，2018年10月開通運營，僅主梁鋼板用量就達到了42萬噸。例

根據(jù)化學(xué)方程式計算步驟求出:2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉得含鐵95%的生鐵的質(zhì)量。解:2000t赤鐵礦中含氧化鐵的質(zhì)量為:2000t×80%=1600t設(shè)1600t氧化鐵理論上煉得鐵的質(zhì)量為x。

折合為含鐵95%的生鐵的質(zhì)量為:1120t÷95%≈1179t答:2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉得含鐵95%的生鐵1179t。1.多數(shù)金屬以化合物形態(tài)存在于礦物中。2.金屬礦物可用來冶煉金屬、例如，鐵是人們將赤鐵礦等原料放進高爐中煉成的，其主要反應(yīng)是：Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫H2和C還原CuO實驗裝置圖比較冶煉金屬的常用化學(xué)方法金屬與氧生成金屬氧化物的反應(yīng)屬于氧化反應(yīng);反之，從含氧化合物中將氧奪取出來的反應(yīng)則稱為還原反應(yīng)。很多金屬(如銅、鋅、鋁、錫、鉛等)的冶煉跟鐵類似，在加熱條件下，金屬化合物與焦炭或氫氣或一氧化碳發(fā)生反應(yīng)，被還原成金屬單質(zhì)，稱為熱還原法。此外，有些金屬(如鈉、鉀、鎂、鋁等)的礦物很穩(wěn)定，要靠電能將它們還原出來，稱為電解法。還有極少數(shù)金屬的化合物不穩(wěn)定，如銀、汞的化合物，加熱就可以分解出金屬單質(zhì)，這種冶煉金屬的方法稱為熱分解法。如氧化汞加熱分解，可得到汞穩(wěn)定金屬(如PtAu)直接以單質(zhì)形式存在比較上述不同方法，請你想一想:金屬冶煉方法的選擇，與金屬活動性順序有關(guān)系嗎?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？帶入化學(xué)方程式計算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物的質(zhì)量。根據(jù)赤鐵礦石的質(zhì)量可以算出氧化鐵的質(zhì)量，從而求出鐵的質(zhì)量。即可解出含鐵96%生鐵的質(zhì)量：1000t×80%×70%÷96%=583.3t1.自然界中主要以單質(zhì)形式存在的金屬是（）A.FeB.AlC.MgD.AgD2.下列有關(guān)工業(yè)煉鐵的敘述中，不正確的是（）A.煉鐵用的設(shè)備是高爐B.煉鐵的原料是焦炭、石灰石、鐵礦石C.煉鐵得到的生鐵仍為混合物D.煉鐵是用空氣中的氧氣將鐵礦石中的雜質(zhì)氧化除去D6.3金屬礦物與金屬冶煉幾種金屬礦物鋼鐵的冶煉地殼中的金屬元素，鋁和鐵的含量最多地殼6種金屬元素：鋁、