粵教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 金屬礦物與冶煉 金屬教學(xué)

6.3金屬礦物與冶煉

自然界以單質(zhì)形式存在的金

自然界以單質(zhì)形式存在的銀認(rèn)識(shí)幾種金屬礦物赤鐵礦Fe2O3黃鐵礦FeS2菱鐵礦FeCO3黃銅礦輝銅礦鋁土礦

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）一.金屬的存在1.兩種形態(tài)：a.少數(shù)不活潑金屬游離態(tài)（單質(zhì)）存在（化合價(jià)為0）

b.絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)（化合物）存在2.地殼中的金屬：

含量高：

鋁鐵鈣鈉鉀鎂3.金屬礦物：

赤鐵礦：Fe2O3磁鐵礦：Fe3O4

黃鐵礦：FeS2孔雀石：Cu2(OH)2CO3

赤銅礦：Cu2O鋁土礦：Al2O3Fe2O3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，可從哪方面入手？合作與交流：二.金屬的冶煉1.冶煉目的：

從礦石中得到純金屬2.三種冶煉方法：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu活潑金屬電解法較活潑金屬熱還原法不活潑金屬熱分解法例如：冶煉金屬的常用方法1.活潑金屬(如KNaMgAl)

電解法:2Al2O3=4Al+3O2MgCl2=Mg+Cl22.一般金屬(如ZnFeSnPbCu)

熱還原法:CuO+CO=Cu+CO2（固體由黑變紅）3.較穩(wěn)定金屬(如HgAg)

直接加熱法:2HgO=2Hg+O24.穩(wěn)定金屬(如Pt、Au):直接以單質(zhì)形式存在通電

由于鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,它在自然界中以化合物的形式存在,在地殼中含量位居金屬元素的第二位，僅次于鋁，約占地殼總質(zhì)量的4.75%。我國大型鐵礦有：遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花，我省馬鞍山。

三.鋼鐵的冶煉1.煉鐵實(shí)驗(yàn)原理：一氧化碳還原氧化鐵注意：一氧化碳：早出晚歸酒精燈：遲到早退拓展與延伸：還原反應(yīng)和還原性（3種）還原反應(yīng)：氧化物失去氧的反應(yīng)，叫做像CO這樣，能奪取含氧化合物里的氧，使它發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)，具有還原性，化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中可做為還原劑，H2、C、CO都可以作還原劑。高溫3CO+Fe2O3=3CO2+2Fe（固體由紅變黑）

CuO+CO=Cu+CO2（固體由黑變紅）CuO+H2=

Cu

+H2O（固體由黑變紅）2CuO+C

=

2Cu

+CO2（固體由黑變紅）高溫1、通入一氧化碳前要先干什么？2、澄清石灰水的作用是什么？實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？3、尾氣應(yīng)如何處理？4、實(shí)驗(yàn)中為什么要先通一段時(shí)間CO，再加熱Fe2O3？5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)如何操作?6、如何驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了鐵？分析與交流檢查裝置的氣密性驗(yàn)證反應(yīng)是否產(chǎn)生CO2；渾濁CO有劇毒，要燃燒或收集起來！防止試管內(nèi)空氣與一氧化碳受熱發(fā)生爆炸！先熄滅酒精燈，繼續(xù)通一會(huì)兒一氧化碳，防止Fe又被氧化成Fe2O3以至實(shí)驗(yàn)失敗。用磁鐵靠近，黑色粉末能被吸引。（2）相關(guān)反應(yīng)：a:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2b:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2Oc:2CO+O2=2CO2點(diǎn)燃高溫（1）現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁。點(diǎn)燃

尾氣有藍(lán)色火焰abcb.主要原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。a.原理：還原得鐵--在高溫條件下，用還原劑一氧化碳從鐵的氧化物中把鐵還原出來。c.主要設(shè)備：高爐2.工業(yè)煉鐵：鐵元素提供熱量和還原劑除脈石氧氣d.主要反應(yīng)：（1）焦炭燃燒（2）生成一氧化碳（3）一氧化碳與赤鐵礦石高溫反應(yīng)

C+O2=

CO2點(diǎn)燃CO2+C

=

2CO高溫Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高溫（放熱升溫）（生成還原劑）（還原得鐵）1.原料：生鐵、廢鋼2.反應(yīng)原理：氧化得鋼---在高溫條件下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含的過量的碳和其他雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w或爐渣而除去。3.主要設(shè)備：轉(zhuǎn)爐、電爐和平爐。3.煉鋼煉鋼和煉鐵的比較：生鐵冶煉煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石

生鐵、廢鋼原理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元素主要設(shè)備高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐產(chǎn)品生鐵鋼高溫類別含碳量含雜質(zhì)（硫、磷等）機(jī)械性能機(jī)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、有彈性可鑄可鍛都是鐵合金4.鐵合金---生鐵與鋼的區(qū)別例題：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t?（依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算）解：設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x1601121000t×80％x·96%1601000t×80％

112x·96%

x=2×56×1000t×80％160×96%=583t答：理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583

t。Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高溫四.有關(guān)計(jì)算交流與合作：除了依據(jù)化學(xué)方程式解之外還有什么方法？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t?解法2：

解：設(shè)可以制得生鐵的質(zhì)量為m，根據(jù)鐵元素在反應(yīng)前

后質(zhì)量守恒可得：

1000t×80％×=96％m2×562×56+3×16答：理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583

t。拓展與延伸：

1.反應(yīng)物或者生成物的質(zhì)量不是純凈物時(shí)應(yīng)該怎么辦？

2.混合物中的純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)又叫純度，純凈物和雜質(zhì)的

質(zhì)量分?jǐn)?shù)有什么關(guān)系？課堂小結(jié)：6.3金屬礦物與冶煉

教學(xué)目標(biāo)1.金屬元素存在形式，認(rèn)識(shí)幾種金屬礦物；2.掌握實(shí)驗(yàn)室煉鐵的原理以及操作注意事項(xiàng)；3.了解工業(yè)煉鐵的流程4.獲知生鐵和鋼的成分區(qū)別和主要性能。地殼中金屬元素的含量淘金熱goldrush大浪淘沙始見金金屬元素存在形式單質(zhì)形式：少數(shù)不活潑的金屬如Ag、Pt、Au等金銀化合物形式：大多數(shù)化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬（如鐵、鋅、鈉、鈣等）與巖石混合金屬礦石黃鐵礦(主要成分是FeS2

)赤鐵礦孔雀石一、幾種金屬礦物磁鐵礦赤銅礦（主要成分是Cu2O）

鋁土礦（主要成分是Fe2O3

）（主要成分是Fe3O4）主要成分Cu2(OH)2CO3（主要成分是Al2O3

）金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：由金屬化合物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱2Al2O34Al+3O2↑通電電解法熱還原法物理分離法熱分解法2HgO2Hg+O2↑Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CuO+H2Cu+H2O高溫KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu二、鋼鐵是怎樣練成的我國作為四大文明古國之一，早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期就開始煉鐵，并使用鐵器古代冶鐵圖1.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵（原料：以Fe2O3為例）（1）反應(yīng)原理：二、鋼鐵是怎樣練成的酒精噴燈1.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵（2）實(shí)驗(yàn)步驟：2.通入CO，片刻后再點(diǎn)燃尖嘴管處酒精燈3.點(diǎn)燃酒精噴燈對(duì)氧化鐵進(jìn)行加熱4.當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，停止加熱，待冷卻至室溫再停止通入CO1.耐高溫的硬質(zhì)玻璃管中裝有少量氧化鐵粉末為什么？為什么？澄清石灰水變渾濁(Fe2O3)CBA紅棕色粉末變?yōu)楹谏獵O2+Ca(OH)2==CaCO3+H2O（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅棕色的固體變黑色；產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體（2）實(shí)驗(yàn)步驟：1.排盡管內(nèi)空氣，防止爆炸；2.防止生成的鐵再次被氧化尾氣處理CO：早出晚歸酒精噴燈：遲到早退點(diǎn)燃尖嘴管處酒精燈（也可用氣球收集）（2）原料：2.工業(yè)高爐煉鐵（1）設(shè)備：高爐鐵礦石焦炭石灰石空氣如:SiO2（與礦石中的雜質(zhì)脈石反應(yīng)生成爐渣）（赤鐵礦、磁鐵礦）（3）反應(yīng)過程：【1】焦炭充分燃燒提供熱量：C+O2==CO2點(diǎn)燃【2】灼熱的焦炭與二氧化碳反應(yīng)生成還原劑：C+CO2==2CO高溫【3】一氧化碳高溫還原鐵的化合物：3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2高溫【4】石灰石高溫分解：CaCO3==CaO+CO2↑

高溫【5】生石灰將礦石中的脈石轉(zhuǎn)化為爐渣：CaO+SiO2==CaSiO3

高溫生鐵鋼(Fe-C)（0.03%～2%）硬而脆，可鑄不可鍛硬而韌，有彈性，可鑄可鍛鐵合金（4）產(chǎn)品：（2%～4.3%）(Fe-C)降碳，除雜（1）寫出圖中標(biāo)有序號(hào)的儀器名稱①

，②

。

（2）實(shí)驗(yàn)過程中，先要進(jìn)行的是

。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加熱

Ⅱ．通一氧化碳

（3）A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

，

B中觀察到的現(xiàn)象是

。

（4）該裝置的不足之處是

。

①②AB鞏固練習(xí)CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓

+H2O鐵架臺(tái)試管Ⅱ澄清石灰水變渾濁沒有進(jìn)行尾氣處理Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫收獲小結(jié)金屬礦物與冶煉認(rèn)識(shí)金屬礦物：赤鐵礦、磁鐵礦、孔雀石、鋁土礦...煉鐵原理實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵工業(yè)煉鐵原料：Fe2O3、CO原理：Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2操作步驟：CO早