初中6.3 金属矿物与冶炼教学课件ppt

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人类大量冶炼几种常见金属的年代，如图所示。
1. 为什么铜、铁、铝大量冶炼的年代差距如此之大？2. 为什么到目前为止，铁仍是世界上产量最大、应用最广的金属？
这些金属是从哪里来的呢？
少数很不活泼的金属(如金、铂、银)能以单质形态存在。
知识点1 几种金属矿物
绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物中的。通过金属冶炼，人们可将矿物中的金属化合物转化为金属单质。
地壳中含量居前三位的金属元素：铝、铁、钙。
铁在地壳中含量丰富，冶炼过程较为简单，具有优良的物理性能，生产加工较容易，因此到目前为止，铁仍是世界上产量最大、应用最广的金属。
观察并学习以下金属矿物的相关知识。
菱铁矿_________
黄铜矿_________
辉铜矿_________
金红石_________
你能从经济效益和环境保护两个角度分析，常见的铁矿石中最不适合用来炼铁的是哪一种吗？
含铁量要高，即比较四种矿石中铁元素的质量分数的大小。
以上四种矿石中，哪几种铁矿石更适合炼铁？
要求不污染环境，而黄铁矿中含有硫元素，可能会生成_______，污染空气。
黄铁矿含铁量低，且冶炼过程中会产生二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿最不适合用来炼铁。
一般采用含铁量高的赤铁矿来炼铁。
冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则：
1.所需提炼金属的含量高；
2.矿石在冶炼过程中对环境污染小；
3.冶炼过程尽可能简便。
矿石是怎样变成金属的？
把金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
知识点2 钢铁的冶炼
【实验6-6】利用如图所示的装置，进行氧化铁与一氧化碳反应生成铁的实验。
尾气处理：燃烧掉剩余的CO
实验步骤：1. 往耐高温的硬质玻璃管中装入少量氧化铁粉末；2. 通入一氧化碳，等 片刻后点燃尖嘴管 处酒精灯；3. 用酒精喷灯对着硬质玻 璃管放氧化铁处加热；4. 当反应结束后，停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至硬质玻璃管冷却。
硬质玻璃管中红棕色粉末逐渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧并产生蓝色火焰。
CO2+Ca(OH)2===Ca2CO3↓+H2O
1. 为什么通一段时间CO后，再加热Fe2O3？
排出装置内的空气，以免加热时因混有空气而发生爆炸。
2. 实验结束前，为什么还要通CO直至试管完全冷却？
①防止氧化铁还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化；②防止石灰水倒吸使玻璃管炸裂。
3. 将尖嘴导管排出的气体点燃目的是什么？
将尾气中多余的CO燃烧掉，防止有毒的CO污染空气。
1.原理：在高温条件下，利用高炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。
2.主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
工业炼铁的主要设备是高炉
把铁矿石中不能被利用的矿物(如二氧化硅)转变成滤渣而除去
提供还原剂CO提供能量
（1）焦炭与过量空气高温反应生成二氧化碳； （2）二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧 化碳；（3）一氧化碳与赤铁矿石高温反应。
（1）生铁；（2）高炉煤气：CO、CO2、N2、大量灰尘等；（3）炉渣：主要是CaSiO3 。
主要含铁，除此之外还含有2%~4.3%的碳，以及少量的硫和磷等
生铁硬而脆，不利于加工，所以，人们还要把生铁放在炼钢炉里，吹进氧气冶炼，使其含碳量降至0.03%~2%，并除去硫、磷等杂质，所得产品称为钢。
《天工开物》中“生熟炼铁炉”
1949年前，我国的钢铁生产发展缓慢，1949年，钢的年产量仅15.8万吨。1949年后，特别是改革开放以来，钢铁工业飞快发展，近年来年产量均居世界首位，钢材的品种也大大增加。
位于广东省珠江口伶仃洋海域内的港珠澳大桥，连接香港、珠海和澳门，是目前世界上最大的钢结构桥梁。港珠澳大桥于2009年12月动工建设，2018年10月开通运营，仅主梁钢板用量就达到了42吨。
例 下列有关高炉炼铁的说法正确的一组是（ ）①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳②高炉中焦炭的作用是供热③高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：④高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
例 根据化学方程式计算步骤求出：2000 t含氧化铁 80% 的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 95% 的生铁的质量。
解析：在实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质。再计算用料和产量时，应考虑杂质的问题
知识点3 含杂质物质的化学方程式的计算
纯物质的质量＝不纯物质的质量×纯物质的质量分数
解：2000 t 赤铁矿中含氧化铁的质量为： 2000 t × 80% = 1600 t
160 2×561600 t　　 　x
折合为含铁95%的生铁的质量为：1120 t÷95%≈1179 t答：2000 t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁95%的生铁1179t。
某钢铁厂采用赤铁矿炼铁。若该厂日产含铁 1.4×104 t的生铁，至少需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是多少？
160 2×5680%x　　1.4×104 t
x = 2.5×104 t
答：至少需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是 2.5×104t。
还可以用元素守恒法解答。
依据：由于反应前后元素种类和质量不变，故铁矿石中铁元素质量=生铁中的铁元素质量。
1.实验室里用如图所示装置还原氧化铁，
关于该实验下列说法错误的是（ ）A.玻璃管中发生的反应属于置换反应B.该实验说明了一氧化碳既可以燃烧又有还原性C.实验观察到的现象为红棕色固体变黑，澄清石灰水变浑浊D.实验时，先通入纯净的一氧化碳，再点燃酒精喷灯给玻璃管加热
2.写出下列矿物的主要成分的化学式. 赤铁矿________，磁铁矿__________， 孔雀石_________________.3.有下列金属元素：镁、铁、钾、铝、钠，在地壳中含量占第一位的是_____，占第二位的是________.
Cu2(OH)2CO3
4.某炼铁厂每天需消耗5000t含76%Fe2O3的赤铁矿石，理论上可生产含Fe 98%的生铁多少吨？