滬教版九年級化學(xué)上冊 金屬礦物 鐵的冶煉教學(xué)課件PPT

鉀鉀 鈣鈣 鈉鈉 鎂鎂 鋁鋁 鋅鋅 鐵鐵 錫錫 鉛鉛 ( (氫氫) ) 銅銅 汞汞 銀銀 鉑鉑 金金 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性由強到弱金屬活動性由強到弱金屬在自然界中主要以單質(zhì)存在，還是以化合物存在？金屬在自然界中主要以單質(zhì)存在，還是以化合物存在？銀銀金金鉑鉑K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬化合物在自然界中以礦金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。含有礦物的巖石物的形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。使金屬礦物變成金屬稱為礦石。使金屬礦物變成金屬的過程叫做金屬的冶煉。的過程叫做金屬的冶煉。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au一、常見金屬礦物一、常見金屬礦物赤鐵礦赤鐵礦黃鐵礦黃鐵礦褐鐵礦褐鐵礦菱鐵礦菱鐵礦鋁土礦鋁土礦磁鐵礦磁鐵礦孔雀石孔雀石黃銅礦黃銅礦赤銅礦赤銅礦金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法（1 1）電解法）電解法：適用于活潑金屬（如：適用于活潑金屬（如K K、CaCa、NaNa、MgMg、AlAl等）很難從其礦石中提取出來，需要用電解法。等）很難從其礦石中提取出來，需要用電解法。如：電解熔融氧化鋁制鋁：如：電解熔融氧化鋁制鋁：2Al2Al2 2O O3 3=4=4AlAl + 3O + 3O2 2 通電通電K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuFeFe3 3O O4 4 +4CO=3Fe + 4CO +4CO=3Fe + 4CO2 2高溫高溫（2 2）熱還原法）熱還原法：如：如FeFe、CuCu等活動性不是很強的金等活動性不是很強的金屬一般采用還原法，向這類礦石中加入屬一般采用還原法，向這類礦石中加入焦炭、氫氣焦炭、氫氣或一氧化碳或一氧化碳等物質(zhì)一起加熱，使其金屬氧化物等物質(zhì)一起加熱，使其金屬氧化物被還被還原原為金屬單質(zhì)。如：為金屬單質(zhì)。如：(3)(3). .濕法冶金濕法冶金（金屬）（金屬） 用活潑金屬將一些不太活潑的金屬從其鹽溶液中用活潑金屬將一些不太活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。適于處理金屬含量較低和組分比較復(fù)雜的置換出來。適于處理金屬含量較低和組分比較復(fù)雜的原料，如有色金屬和稀有金屬。原料，如有色金屬和稀有金屬。舉例：舉例：Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu 選擇鐵礦石時，通?？紤]礦石的選擇鐵礦石時，通?？紤]礦石的價格、鐵的含量、安全無污染等。價格、鐵的含量、安全無污染等。 目前使用最多的金屬是什么？目前使用最多的金屬是什么？二、鐵的冶煉二、鐵的冶煉 煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要“有害元素有害元素”少，下列鐵礦石你認為不適宜煉鐵的是：少，下列鐵礦石你認為不適宜煉鐵的是： （ ） A.A.磁鐵礦（磁鐵礦（FeFe3 3O O4 4）72.4%72.4% B. B.赤鐵礦（赤鐵礦（FeFe2 2O O3 3）70%70% C. C.菱鐵礦（菱鐵礦（FeCOFeCO3 3）48.3%48.3% D. D.黃鐵礦（黃鐵礦（FeSFeS2 2）46.7%46.7%D D思考與討論：思考與討論：( (一）、實驗室模擬煉鐵一）、實驗室模擬煉鐵COCOFeFe2O O3FeFe3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高溫高溫 1 1、反應(yīng)原理、反應(yīng)原理: : 2 2、實驗裝置、實驗裝置（1 1）先檢查裝置氣密性）先檢查裝置氣密性, ,后裝后裝Fe2 2O3 3（3 3）實驗前先通入）實驗前先通入CO,CO,后給后給FeFe2 2O O3 3加熱加熱（5 5）結(jié)束時先停止加熱）結(jié)束時先停止加熱, ,然后等冷卻才停然后等冷卻才停止通止通COCO3 3、實驗步驟、實驗步驟實驗錄像4 4、實驗現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象（1 1）紅棕色紅棕色粉末逐漸變成粉末逐漸變成 ， （2 2）澄清石灰水變）澄清石灰水變 。 說明有說明有COCO2 2生成生成如何證明黑如何證明黑色粉末就是色粉末就是鐵粉？鐵粉？1、澄清石灰水的作用是什么？、澄清石灰水的作用是什么？2、為什么要進行尾氣處理？尾氣如何處理？、為什么要進行尾氣處理？尾氣如何處理？3、實驗中為什么要先通一段時間、實驗中為什么要先通一段時間CO，再加熱，再加熱Fe2O3？4、實驗結(jié)束后、實驗結(jié)束后,為什么要先停止加熱繼續(xù)通為什么要先停止加熱繼續(xù)通CO直至試管內(nèi)物質(zhì)冷直至試管內(nèi)物質(zhì)冷卻？卻？5、如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？、如何驗證實驗中產(chǎn)生了鐵？點燃或收集點燃或收集檢驗生成的二氧化碳檢驗生成的二氧化碳因為因為COCO有毒會污染環(huán)境有毒會污染環(huán)境排出裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸排出裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸防止防止FeFe又被氧化成又被氧化成Fe2O3 防止石灰水倒吸防止石灰水倒吸用磁鐵吸引或加入稀酸用磁鐵吸引或加入稀酸問題問題3 3：尾氣中含有什么氣體？為何反應(yīng)裝置后：尾氣中含有什么氣體？為何反應(yīng)裝置后面還有一個點燃的酒精燈？面還有一個點燃的酒精燈？你還能想到其他方法處你還能想到其他方法處理理COCO尾氣嗎？尾氣嗎？COCO尾氣處理方法：尾氣處理方法：（1 1）點燃）點燃（2 2）收集）收集（3 3）導(dǎo)入到玻璃管下方火焰）導(dǎo)入到玻璃管下方火焰上燃燒上燃燒COFe2O3石灰水石灰水將將COCO改改為為H H2 2還還要要進進行行尾尾氣氣處處理理嗎？嗎？ 煉煉 鐵鐵 工工 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 備備 圖圖原料原料：高爐高爐 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣設(shè)備設(shè)備：赤鐵礦赤鐵礦；磁鐵礦磁鐵礦( (二）、工業(yè)煉鐵二）、工業(yè)煉鐵高爐示意圖高爐示意圖主要反應(yīng)主要反應(yīng) 點燃點燃(1) CO2 CO2 高溫高溫(3)Fe2O33CO2Fe3CO2高溫高溫(2)CO2C2CO問題問題1 1：焦炭：焦炭的作用是什么？的作用是什么？答：提供熱答：提供熱量和生成量和生成COCO問題問題2 2：石灰：石灰石的作用呢？石的作用呢？答：造渣答：造渣問題問題1 1：焦炭：焦炭的作用是什么？的作用是什么？答：提供熱答：提供熱量和生成量和生成COCO高爐中制得的鐵是純鐵嗎？高爐中制得的鐵是純鐵嗎？煉鐵原理煉鐵原理 物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)稱為物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)稱為氧化氧化。物質(zhì)失去氧的過程稱為。物質(zhì)失去氧的過程稱為還還原原。同理：物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)，這種物質(zhì)。同理：物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)，這種物質(zhì)叫叫還原劑還原劑。物質(zhì)失去氧的反應(yīng)叫還原反應(yīng)，這種物質(zhì)叫。物質(zhì)失去氧的反應(yīng)叫還原反應(yīng)，這種物質(zhì)叫氧化劑氧化劑。）。）1.1.還原劑還原劑：反應(yīng)中失電子，升價，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)反應(yīng)中失電子，升價，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)2.2.氧化劑氧化劑：反應(yīng)中得電子，降價，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)反應(yīng)中得電子，降價，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)高溫高溫高溫高溫圖1圖圖1是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，試回答：試回答：硬質(zhì)玻璃管硬質(zhì)玻璃管鐵架臺鐵架臺FeFe2 2O O3 33CO=2Fe3CO=2Fe3CO3CO2 2石灰水變渾濁石灰水變渾濁通入通入COCO排除裝置內(nèi)空氣，防止排除裝置內(nèi)空氣，防止COCO不純而爆炸不純而爆炸COCO有毒，會污染空氣有毒，會污染空氣圖2產(chǎn)生產(chǎn)生COCO生鐵的密度大于爐渣的密度生鐵的密度大于爐渣的密度有氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色有氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色Fe + 2HCl =FeClFe + 2HCl =FeCl2 2 + H + H2 2C C涉及到雜質(zhì)問題的計算：涉及到雜質(zhì)問題的計算：化學(xué)方程式所表達的都是純凈物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化化學(xué)方程式所表達的都是純凈物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時的相互關(guān)系，各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量，反映的是純凈物之間的數(shù)量系在時的相互關(guān)系，各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量，反映的是純凈物之間的數(shù)量系在實際生產(chǎn)中，所用的原料或產(chǎn)物一般都是含有雜質(zhì)的。因此，在實際生產(chǎn)中必實際生產(chǎn)中，所用的原料或產(chǎn)物一般都是含有雜質(zhì)的。因此，在實際生產(chǎn)中必然會涉及到雜質(zhì)的計算問題。當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時，應(yīng)先要把含雜質(zhì)物然會涉及到雜質(zhì)的計算問題。當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時，應(yīng)先要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量，再進行計算質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量，再進行計算 純物質(zhì)質(zhì)量不純物質(zhì)總量純物質(zhì)質(zhì)量不純物質(zhì)總量純物質(zhì)所占質(zhì)量分數(shù)純物質(zhì)所占質(zhì)量分數(shù) 例例3 3、計算多少噸鐵的質(zhì)量分數(shù)為、計算多少噸鐵的質(zhì)量分數(shù)為96%96%的生鐵中含鐵的生鐵中含鐵560t560t？例例2 2、1000t1000t含雜質(zhì)含雜質(zhì)20%20%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？解：解：1000t1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1000t1000t(1-20%)=800t(1-20%)=800t解：生鐵的質(zhì)量為：解：生鐵的質(zhì)量為：560t560t96%=583t96%=583t例例4 4、某鋼鐵廠每天需要消耗、某鋼鐵廠每天需要消耗1000t1000t含氧化鐵含氧化鐵80%80%的赤鐵礦石，該廠理論上每天可以煉出含的赤鐵礦石，該廠理論上每天可以煉出含鐵鐵96%96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？解解1:1:設(shè)每天可煉出的設(shè)每天可煉出的生鐵生鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t 1000t80%80% X X96%96% 160 112 160 112 800t 800t X X96%96% X = X = 560t560t答：略答：略高溫高溫解解2:2:設(shè)每天以煉出的設(shè)每天以煉出的鐵鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t X 1000t X 160 112 160 112 1000t X 1000t X X = 700t X = 700t答：略答：略高溫高溫80% 800t537.6t537.6t生鐵的質(zhì)量生鐵的質(zhì)量= =537.6t537.6t96%96%= =560t560t練習(xí)：要煉出含2%雜質(zhì)的生鐵1600噸，需要含氧化鐵質(zhì)量分數(shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？解：設(shè)需要含為80%的赤鐵礦石的質(zhì)量為x生鐵1600噸含純鐵:1600噸（12%）= 1568噸Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2160 112x80% 1568噸 x = 2800噸答：需這種赤鐵礦石2800噸。 高溫高溫練習(xí) 1.下列成語與我們所學(xué)的化學(xué)知識有關(guān)。簡述其中的化學(xué)原理。 百煉成鋼（將反復(fù)燒紅的生鐵在空氣中不斷錘打，轉(zhuǎn)化為鋼。） 答：百煉成鋼：錘打燒紅的鐵時，生鐵中答：百煉成鋼：錘打燒紅的鐵時，生鐵中C C與與O O2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成COCO2 2，使，使含碳量降低。含碳量降低。作業(yè)布置作業(yè)布置 1.課后練習(xí)課后練習(xí) 2.練習(xí)冊練習(xí)冊