初中化学沪教版（2024）九年级上册（2024）第1节 金属矿物及铁的冶炼优秀教学ppt课件

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学生能够认识常见的金属矿物，了解其主要成分和用途；
掌握铁的冶炼原理和实验方法，能书写相关化学反应方程式；
理解金属冶炼与环境保护的关系，培养可持续发展的意识。
创设问题情境，引入新课
青铜时代公元前4000年至公元初年
铁器时代公元前1510年~公元前1310年
思考 人类社会是怎样利用金属的？
模块一   常见的金属矿物
金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。金属元素在自然界中一般以矿物的形式存在。
地壳中几种金属元素的含量
我国古代利用金属单质的顺序是怎样的?为什么会这样?为什么又称作金属?
例2、铁矿石主要有萎铁矿、黄铁矿、赤铁矿和磁铁矿等，从保护环境的角度分析，上述矿石不适宜用来冶炼铁的是( )A.赤铁矿 B.磁铁矿 C.菱铁矿 D.黄铁矿
模块三 铁冶炼的化学原理
铁在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的 4.75%。
我国铁矿石储量占世界储量的11%，辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地均有大型铁矿石产区。
我国铁的冶炼最早可以追溯到殷商时期，到春秋战国时期已出现了较为成熟的炼铁技术。我国明代著作《天工开物》五金卷中记载了我国古代炼铁的相关方法：“凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。土化成铁之后，从炉腰孔流出。”
《天工开物》五金卷生铁、熟铁炼炉
思考：实验室中怎样冶炼得到金属铁?
一氧化碳还原氧化铁的实验
实验：一氧化碳还原氧化铁的炼铁实验
实验过程：在图中所示装置的硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再用酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。
注意：1.实验开始时要先通入CO，一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。2.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止石灰水发生倒吸现象。3.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使火焰集中，提高温度。4.不能把热的固体直接倒出来观察，生成的铁在高温时会重新被氧化。
交流讨论：1. 上述一氧化碳与氧化铁反应的实验中，对实验操作顺序有哪些具体要求？说明理由。顺序：装入药品，固定装置→点燃酒精灯→向玻璃管中通入一氧化碳→点燃酒精喷灯→反应完成后，熄灭酒精喷灯→硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳→熄灭酒精灯。对顺序的要求：①实验开始时，要先通入CO一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。②实验结束，停止加热后，要继续通 CO 直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是生成的铁在高温时会重新被氧化。
例3、如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中错误的是( ）A.将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气B.实验进行一段时间后，玻璃管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑C.开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳D.澄清石灰水变浑浊，说明反应产物有二氧化碳生成
【答案】C【解析】A、一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,将尾气点燃或收集,可防止一氧化碳污染空气,A选项正确。B、一氧化碳具有还原性，高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，B选项正确。C、开始时应先通入一氧化碳，后预热玻璃管，目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，C选项错误。D、石灰水的溶质氢氧化钙和二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀和水，澄清石灰水变浑浊，说明反应产物有二氧化碳生成，D选项正确。故选C。
高炉是工业炼铁的主要设备。
把铁矿石跟焦炭、石灰石从上方加入高炉，从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁。通过高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。
炼铁时各物质的作用：铁矿石 提供铁元素 焦 炭 产生还原剂CO，提供热量和炉温石灰石 制造炉渣 空 气 提供氧气，提供炉温
生铁出口低于炉渣出口原因?熔化的生铁密度大于炉渣的密度。
实验室炼铁和工业炼铁的区别
例5、炼铁高炉中发生了下列反应，其中属于化合反应的是( )①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁②高温煅烧石灰石③灼热的焦炭和二氧化碳反应④焦炭充分燃烧A.①和④ B.②和③C.③和④ D.只有④
【答案】C【解析】①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁，赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应。②高温煅烧石灰石，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，该反应符合“一变多”的形
式，符合分解反应的特征，属于分解反应。③灼热的焦炭和二氧化碳反应，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。④焦炭充分燃烧，生成二氧化碳，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。故属于化合反应的是③和④。故答案为C。
例6、下列有关工业炼铁的叙述中不正确的是( )A.炼铁用的设备是高炉B.炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石C.炼铁最终得到的生铁是混合物D.炼铁所用的铁矿石中铁元素的质量分数:赤铁矿>磁铁矿
1、铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。(1)高炉炼铁的原料是铁矿石、 、石灰石、空气。(2)高炉炼铁得到生铁。生铁的硬度 纯铁的硬度;生铁的含碳量 钢的含碳量。(填“>”或“