九年級化學(xué)全冊第四單元金屬第一節(jié)常見的金屬材料課時2金屬礦物及其冶煉魯教版五四制ppt課件

1、 第四單元第四單元 金屬金屬課題課題1 1 常見的金屬材料常見的金屬材料 金屬礦物及其冶煉金屬礦物及其冶煉學(xué)習(xí)目標 知道重要的鋁礦石和鐵礦石及主要成分 掌握工業(yè)煉鐵的原理自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金 自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外, ,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。金屬的存在形式：金屬的存在形式：單質(zhì)單質(zhì)( ( 少數(shù)，如金和銀少數(shù)，如金和銀) )化合物化合物( ( 大多數(shù)，如各種鐵礦石大多數(shù)，如各種鐵礦石) )赤鐵礦（赤鐵礦（主要成分是主要成分是Fe2

2、O3 ）菱鐵礦（主要成分是菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）圖圖8-18 常見的礦石常見的礦石硫鐵礦硫鐵礦(主要成分是主要成分是FeS2 )磁鐵礦（磁鐵礦（主要成分是主要成分是Fe3O4）圖圖8-18 常見的礦石常見的礦石輝銅礦（主要成分是輝銅礦（主要成分是Cu2S） 黃銅礦（主要成分是黃銅礦（主要成分是CuFeS2） 鋁土礦鋁土礦主要成分是主要成分是Al2O3 元素名稱元素名稱質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù)%元素名稱元素名稱質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù)%鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2. 74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005地殼中含量最多的金屬是地殼

3、中含量最多的金屬是AlAl！金屬元素在地殼中含量：金屬元素在地殼中含量：一、鐵的冶煉：一、鐵的冶煉：生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐二生熟煉鐵爐二 圖圖8-19 我國古代煉鐵圖我國古代煉鐵圖圖圖8-20 上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐圖圖8-21 為紀念為紀念1996年中國鋼產(chǎn)量突破年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票億噸而發(fā)行的郵票現(xiàn)象現(xiàn)象分析分析反應(yīng)式反應(yīng)式尾氣處理尾氣處理紅色的紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時產(chǎn)生變成灰黑色，同時產(chǎn)生的氣體的氣體使澄清的使澄清的石灰水變渾濁石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉( (灰黑色灰黑色) )與二氧化碳與

4、二氧化碳1.1.實驗室用一氧化碳還原氧化鐵實驗室用一氧化碳還原氧化鐵用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用氣球收集尾氣用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡 )實驗步驟：實驗步驟： . .按下圖組裝儀器，按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。并檢查其氣密性。把少量研細的氧化鐵粉末裝進硬質(zhì)玻璃管中。把少量研細的氧化鐵粉末裝進硬質(zhì)玻璃管中。把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通入一氧化碳氣體先通入一氧化碳氣體排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱

5、爆炸。點燃出氣口排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點燃出氣口處的酒精燈處的酒精燈(或用氣球收集或用氣球收集)，防止一氧化碳污染空氣。待排盡，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點燃酒精噴燈，后，點燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化。并觀察裝置中所發(fā)生的變化。當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，停止加熱，再通入一停止加熱，再通入一會兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止會兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。被氧化。一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵必須在必須在封閉封閉的硬質(zhì)玻的硬質(zhì)玻管中進行，管中進行，防止一氧防止一氧化碳污染空氣化碳污染空氣。原料：鐵礦石、焦炭、石

6、灰石原料：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫2.2.工業(yè)煉鐵：工業(yè)煉鐵：反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO是還原劑；是還原劑；Fe2O3是氧化劑是氧化劑原理：原理： 焦炭在高溫條件下跟焦炭在高溫條件下跟O2反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO, CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。的鐵還原出來。設(shè)備：煉鐵高爐設(shè)備：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫CO2C 2CO 高溫高溫C + O2 CO2 點燃點燃 在在實際生產(chǎn)時實際生產(chǎn)時, ,所用的原料或產(chǎn)物一般都含所用的原料或產(chǎn)

7、物一般都含有雜質(zhì)有雜質(zhì), ,在計算用料時和產(chǎn)量時在計算用料時和產(chǎn)量時, ,應(yīng)考慮到雜質(zhì)應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。問題。不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：列比例時，一定要用純量。列比例時，一定要用純量。3.含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算：含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算：m(純純) = m(不純不純 )純度純度m(不純不純) = m(純純) 純度純度例題：用例題：用1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫解：解：1000t赤鐵礦石中

8、含氧化鐵的質(zhì)量為赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t 80%800t。設(shè)設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為X。160 112800t X160800t=112XX560t折合含鐵折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為560t 96%583t(純化雜純化雜)答：答： 1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵鐵96%的生鐵為的生鐵為583t?；蛟O(shè)或設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉氧化鐵理論上可以煉含鐵含鐵96%的生鐵的生鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫160 1128

9、00t X96%160 :112800t :X96% X583t(雜化純雜化純)設(shè)需含設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：解：生鐵中含純鐵：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 112 X 85% 2850t 高溫高溫160X 85%=1122850tX4790t答答：該該3000 t生鐵中含純鐵生鐵中含純鐵2850t。該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石為的赤鐵礦石為4790t。1.【06自貢】自貢】某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生

10、鐵的生鐵3000t，試計，試計算：算：該該3000 t生鐵中含純鐵多少噸？生鐵中含純鐵多少噸？該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為85%的赤鐵礦石多的赤鐵礦石多少噸？（計算結(jié)果保留整數(shù)）少噸？（計算結(jié)果保留整數(shù)）練習(xí)：練習(xí)：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。 （1）寫出圖中標有序號的儀器名稱）寫出圖中標有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實驗過程中，先要進行的是實驗過程中，先要進行的是_ 。（填。（填或或）加熱加熱 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，

11、B中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是_ 。 (4)該裝置的不足之處是該裝置的不足之處是 。鐵架臺鐵架臺試管試管Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫高溫沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水變渾濁澄清的石灰水變渾濁 3.右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au約約6000年前

12、年前約約200年前年前約約600年前年前約約2500年前年前選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是是 ；目前鋁在多個領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其；目前鋁在多個領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要主要原原因是因是 。鋁的密度小鋁的密度小 鋁很活潑鋁很活潑 地殼中鋁的含量高地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護膜鋁的表面易生成致密的保護膜鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。右圖是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)右圖是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)方程式方程式 ；能證明產(chǎn)；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：物

13、中有鐵粉的方法是： 。 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高溫高溫在組裝儀器時，把玻璃管插入在組裝儀器時，把玻璃管插入橡膠管的操作方法橡膠管的操作方法 是是 。此裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進方法：此裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進方法： 。用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點燃用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點燃導(dǎo)管一端用水潤濕后旋轉(zhuǎn)插入導(dǎo)管一端用水潤濕后旋轉(zhuǎn)插入4 4. .某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)）進行分析，甲、乙、丙三位

14、同學(xué)分別進也不與稀硫酸反應(yīng)）進行分析，甲、乙、丙三位同學(xué)分別進行實驗，其中只有一位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完行實驗，其中只有一位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。實驗數(shù)據(jù)如下表：全反應(yīng)。實驗數(shù)據(jù)如下表： 請你認真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：請你認真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題： 哪位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)；哪位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)； 計算樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)；計算樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)； 若生產(chǎn)若生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至這種純度的鐵，至少少需要含氧化鐵需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？的赤鐵礦多少噸？ 甲甲乙乙丙丙燒杯稀硫酸燒杯稀硫酸200g

15、150g150g加入的鐵樣品加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯剩余物充分反應(yīng)后，燒杯剩余物208.7g158.7g163.7g改正：改正：(燒杯的質(zhì)量為燒杯的質(zhì)量為25.4g；計算結(jié)果精確到；計算結(jié)果精確到0.1%)解：解：分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙、丙三人的實驗生成氣的質(zhì)分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙、丙三人的實驗生成氣的質(zhì)量都是量都是0.3g(如甲為如甲為200g+9g-208.7g0.3g),即各人的實驗中都有一種即各人的實驗中都有一種反應(yīng)物完全反應(yīng)。由甲、乙數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)物完全反應(yīng)。由甲、乙數(shù)據(jù)可知，9g鐵樣品中的鐵完全反應(yīng)，鐵樣品中的鐵完全反應(yīng)，甲中的酸過量甲中的酸過量。由乙、丙數(shù)據(jù)

16、可知，。由乙、丙數(shù)據(jù)可知，(150g 25.4g)124.6g的稀硫的稀硫酸中的酸中的H2SO4完全反應(yīng)，完全反應(yīng)，丙中的金屬過量丙中的金屬過量。綜合分析可知。綜合分析可知乙同學(xué)所乙同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。甲甲乙乙丙丙燒杯稀硫酸燒杯稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯剩余物充分反應(yīng)后，燒杯剩余物208.7g158.7g163.7g解：解：乙反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為乙反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為150g+9g-158.7g0.3g。設(shè)設(shè)Fe的質(zhì)量為的質(zhì)量為X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H22

17、X 0.3g則則Fe%8.4g9g 100%=93.3%計算樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)；計算樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)；答：樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)為答：樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)為93.3%。56X20.3g=X=8.4g若生產(chǎn)若生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至這種純度的鐵，至少少需要含氧化鐵需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤的赤鐵礦多少噸？鐵礦多少噸？解：解：需要含氧化鐵需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量為的赤鐵礦的質(zhì)量為Y。1000 t這種純度的鐵含純鐵的質(zhì)量為這種純度的鐵含純鐵的質(zhì)量為1000t93.3%930t。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高溫高溫160 112Y80% 930t160:112=

18、Y80%: 930t Y=1666.1t答：答：生產(chǎn)生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至這種純度的鐵，至少少需要含氧化鐵需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦為的赤鐵礦為1666.1t。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ；=高溫高溫 1.把鐵礦石冶煉成鐵是一個復(fù)雜的過程，其主要反應(yīng)原理是把鐵礦石冶煉成鐵是一個復(fù)雜的過程，其主要反應(yīng)原理是在高溫條件下在高溫條件下CO作還原劑，奪取作還原劑，奪取鐵礦石里的氧，鐵礦石里的氧，將鐵還原出來。將鐵還原出來。 2.在實際生產(chǎn)時在實際生產(chǎn)時,所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計算用在計算用料時和產(chǎn)量時料時和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。3.鐵生銹的條件是鐵生銹的條件是鐵與空氣中的氧氣、水鐵與空氣中的氧氣、水( (或水蒸氣或水蒸氣) )直接接直接接觸，如果隔絕了空氣和水，就能在一定程度上防止鋼鐵生銹。觸，如果隔絕了