初中化学沪教版九年级上册第2节 金属矿物 铁的冶炼备课课件ppt

这是一份初中化学沪教版九年级上册第2节 金属矿物 铁的冶炼备课课件ppt，共41页。PPT课件主要包含了拓展延伸，实验室模拟炼铁，铁的冶炼，热还原法，热分解法，电解法，有关杂质问题的计算等内容，欢迎下载使用。
金属在自然界中主要以单质存在，还是以化合物存在？
极少数金属以单质（游离态）存在　
自然界中以单质存在的银
自然界中以单质存在的金
　　化合态金属在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。
大多数金属以化合物（化合态）存在　　　
思考：为什么金、银等少数金属以单质的形式存在？而大多数金属以化合物的形式存在呢？
地壳中含量在前四位的金属元素分别是什么？
Cu2(OH)2CO3
铁元素在自然界中分布很广，在地壳中含量位居金 属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的4.75%。 我国大型铁矿有：辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花 使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。
炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少，下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是： （ ） A.磁铁矿（Fe3O4）72.4% B.赤铁矿（Fe2O3）70% C.菱铁矿（FeCO3）48.3% D.黄铁矿（FeS2）46.7%
原因：含铁量低且冶炼过程中会产生有毒的二氧化硫气体。
铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。
进行课本124页的实验，实验过程中注意安全（一氧化碳有毒），注意观察实验现象并记录。
观察实验并思考下列问题:
1、为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？
5、澄清石灰水的作用是什么？
3、将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？
2、实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？
4、你如何验证得到的是铁粉？
1.反应前先检查装置的＿＿＿＿2.装入药品，连接好装置3.先制CO气体，然后验纯，若已纯，通CO气体一会儿,再用酒精灯对着氧化铁加热。 观察氧化铁的颜色变化和石灰水的变化4.反应结束，先撤氧化铁处酒精灯，稍稍冷却后停止通CO气体 待冷却后取出产物，用磁铁吸引，看能否被吸起，判断反应中生成了什么物质。
如何判断空气是否排尽？
目的是排尽试管内的空气，防止CO与空气混合气体加热时发生爆炸
目的是将尾气中有毒气体CO点燃，转化为CO2。
目的是防止水倒吸；防止炽热的铁被空气中的氧气氧化。
CO：早出晚归 酒精喷灯：迟到早退
尾气的处理： 方法一： ；方法二： ， 方法三： ， 目的： 。
检验产生的气体是CO2。
（1）用磁铁吸。 若黑色粉末能被吸引，则证明是铁。
（2）取少量黑色粉末加入稀盐酸。 若有气泡产生，溶液变成浅绿色，则证明是铁。
（3）取少量黑色粉末加入硫酸铜溶液。若有红色物质 析出，则证明是铁。
药品：Fe2O3（红棕色粉末）、CO
原理：3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
先点燃A还是先点燃B，为什么？
在探究用赤铁矿(主要成分Fe2O3 )炼铁的主要反应原理时,老师设计的实验装置如图,实验中,小明发现一氧化碳白白烧掉太浪费了，对装置又进行了改进。猜一猜小明是怎样改进的？
小结：铁冶炼的化学原理
在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。
＿Fe2O3 +＿CO ＝ ＿Fe+＿CO2
硬质玻管中粉末由红棕色变成黑色；
试管中澄清石灰水变浑浊；
尾气可燃，火焰呈蓝色。
上述反应原理也用于工业炼铁:
铁矿石、焦炭、热空气、石灰石
①提供热源、维持炉温；②生成还原气CO。
Fe2O3+3CO ＝ 2Fe+3CO2
＿Fe3O4 +＿CO ＝ ＿Fe+＿CO2
炼 铁 高 炉 的 结 构
用高炉炼出的铁是纯铁吗
由于不同的金属的化学活动性不同，因此，常采用不同的冶炼方法。热还原法、电解法、热分解法等。
利用还原剂在高温下将金属从化合物中还原出来。
Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2WO3 + 3H2 === W + 3H2O2CuO + C === 2Cu + CO2
通常把金属（如铁）跟氧气结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化
金属氧化物跟焦碳、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原
Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2
Fe2O3+3H2 ==== 2Fe+3H2O
2Fe2O3+3C ==== 4Fe+3CO2↑
　（即物质跟氧结合的反应称为氧化。物质失去氧的过程称为还原。同理：物质跟氧结合的反应叫氧化反应，这种物质叫还原剂。物质失去氧的反应叫还原反应，这种物质叫氧化剂。）
　 通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。
如在反应3CO＋Fe2O3　　 2Fe＋3CO2中，Fe2O3失去氧的过程，称为Fe2O3被还原。Fe2O3发生的反应就叫还原反应。Fe2O3是氧化剂，CO跟氧结合被氧化，是还原剂。
2HgO === 2Hg + O2↑ 2Ag2O === 4Ag + O2↑
常用于不活泼金属（Hg、Ag等）的冶炼。
Au、Pt可通过金沙淘洗获得。
在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等活泼金属的还原性很强，都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。
2Al2O3====4Al + 3O2↑ 2NaCl====2Na + Cl2↑
补充：湿法冶金（金属） 用活泼金属将一些不太活泼的金属从其盐溶液中置换出来。适于处理金属含量较低和组分比较复杂的原料，如有色金属和稀有金属。举例：
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
关于铝、铁、铜三种金属：地壳中含量由大到小：出现的年代从早到晚：
金属活动性顺序：铝 > 铁 > 铜
例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？
氧化铁的质量： 1000t× （ 1- 20% ）=800t
纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数
例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%， 含铁560t？
生铁的质量： 560t÷96%=583.3t
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数
例3：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理 论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？
注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量
赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁
1000t×80% ×70%÷96%=583.3t
练习：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧 化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？
生铁—铁—氧化铁—赤铁矿石
3200t×（1-20%）÷70%÷80%=4571.5t
1、工业上以赤铁矿（Fe2O3）为原料冶炼铁。某钢铁厂冶炼896Kg铁，需要含Fe2O364%的赤铁矿多少Kg？
（ 2000 Kg ）
2、2.8gCO在高温下跟5.8g某种铁的氧化物恰好完全反应，这种氧化物是 （ ） A、FeO B、Fe2O3 C、Fe3O4
3、写出四氧化三铁分别与焦炭、氢气、一氧化碳在高温下反应的化学方程式。
2C+Fe3O4 ==== 3Fe+2CO2↑
4H2+Fe3O4 ==== 3Fe+4H2O
4CO+Fe3O4 ==== 3Fe+4CO2
4、如图是用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，回答下列问题：（1）有下列实验步骤： ①加热；②通入一氧化碳。请用上述实验步骤的标号填空，实验开始时，应先_____，然后______。（2）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为_______ ___，说明有____ _生成，B装置中出现的现象为______________，说明有_________生成。
（3）装置A中的反应化学方程式为_________________，装置B中的反应化学方程式为_______________________，装置C中的目的是_________________。（4）反应结束，应先__________，待冷却后__________。
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O