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1、课题课题3金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护（1）九年级化学下册（RJ）学习目标：1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关的计算。物或生成物进行有关的计算。图图8-16自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金图图8-17自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银除除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。其
2、余都以化合物形式存在。金属的存在形式：金属的存在形式：单质单质(少数，如金和银少数，如金和银)化合物化合物(大多数，如各种铁矿石大多数，如各种铁矿石)赤铁矿（赤铁矿（主要成分是主要成分是Fe2O3）菱铁矿（主要成分是菱铁矿（主要成分是FeCO3）硫铁矿硫铁矿(主要成分是主要成分是FeS2)磁铁矿（磁铁矿（主要成分是主要成分是Fe3O4）常常见的矿石见的矿石辉铜矿（主要成分是辉铜矿（主要成分是Cu2S）黄铜矿（主要成分是黄铜矿（主要成分是CuFeS2）铝土矿铝土矿主要成分是主要成分是Al2O3元素名称元素名称质量分数质量分数%元素名称元素名称质量分数质量分数%铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75
3、锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2.74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005地壳中含量最多的金属是地壳中含量最多的金属是Al！金属元素在地壳中含量：金属元素在地壳中含量：一、铁的冶炼：生熟炼铁炉一生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二生熟炼铁炉二 图图8-19我国古代炼铁图我国古代炼铁图图图8-20上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉图图8-21为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色红色的的Fe2O3变成变成灰黑色，灰黑色，同时产生的气体使澄清的同时产生的气体使澄清的石灰水
4、变浑浊石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色灰黑色)与二氧化碳与二氧化碳1.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气【实验实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温证明产物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡 )实验步骤：实验步骤：.按下图组装仪器，并检查其气密性。按下图组装仪器，并检查其气密性。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把硬质玻璃管接入装置系统
5、中，把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯处的酒精灯(或用气球收集或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。当红棕色粉末已转变成黑色后，当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。被氧化。一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁必须在必须在封闭
6、封闭的硬质玻的硬质玻管中进行，管中进行，防止一氧防止一氧化碳污染空气化碳污染空气。原料：原料：铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温2.工业炼铁：工业炼铁：反应的化学方程式：反应的化学方程式：原理：原理：焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO,CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石作还原剂，在高温条件下把铁矿石中中的铁还原出来。的铁还原出来。设备：炼铁高炉设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2C2CO高温高温C+O2CO2点燃点燃在在实际生产时实际生产时,所用的原料
7、或产物一般都含有杂所用的原料或产物一般都含有杂质质,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。应考虑到杂质问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。3.含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯纯)=m(不纯不纯 )纯度纯度m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度课课本本P17例题例题：用：用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的的赤铁矿石，理论上可炼含铁赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温解：解：1
8、000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t80%800t。设设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160112800tX160800t=112XX560t折合含铁折合含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%583t(纯化杂纯化杂)答：答：1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿的赤铁矿石，理论上可炼出含铁石，理论上可炼出含铁96%的生铁为的生铁为583t。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温160112800tX96%160:112800t:X96%X583t(杂化纯杂化纯)或或设设800t氧化铁
9、理论上可以炼氧化铁理论上可以炼含铁含铁96%的生铁的生铁质量为质量为X。以下以下解题是否正确，如不正确请加以改正解题是否正确，如不正确请加以改正例：用例：用800 t800 t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论可的赤铁矿石，理论可以炼出含铁以炼出含铁95%95%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解：设理论可以炼出含铁解：设理论可以炼出含铁95%95%的生铁的质量为的生铁的质量为X X FeFe2 2O O3 3 +3CO=2Fe +3CO +3CO=2Fe +3CO2 2 160 112 160 112 800t X 800t X X=560tX=560t答：理论可以炼出含铁答：理论可以炼
10、出含铁95%95%的生铁的生铁560t560t。高温高温160800t=112X以下是正确解法以下是正确解法例：用例：用800t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论可以炼出含的赤铁矿石，理论可以炼出含铁铁95%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解：用解：用800t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石中含纯的赤铁矿石中含纯Fe2O3800tX80%=640t设理论可以炼出铁的质量为设理论可以炼出铁的质量为XFe2O3+3CO高温高温 2Fe+3CO2160 112640t X X=448t折合为含铁折合为含铁95%的生铁的生铁448t/95%=471.6t答：理论可以炼出含铁答：理论可以炼出含铁95%的
11、生铁的生铁471.6t160640t=112X设需含设需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x。解：解：生铁中含纯铁：生铁中含纯铁：3000t(15%)=2850t.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2160112X85%2850t高温高温160X85%=1122850tX4790t答答：该该3000t生铁中含纯铁生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。1.某炼钢厂日产含杂质某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t，试计算：，试计算：该该3000t生铁中含纯铁多少吨
12、？生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）少吨？（计算结果保留整数）练习：练习：2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。（1）写出图中标有序号的仪器名称）写出图中标有序号的仪器名称 ，。(2)实验过程中，先要进行的是实验过程中，先要进行的是_。（填。（填或或）加热加热 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式中反应的化学方程式是是 B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 ，B中观察到的现象是中观察到的现象是_。(4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是。铁架
13、台铁架台试管试管Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊3、钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。、钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式方程式；能证明产；能证明产物中有铁粉的方法是：物中有铁粉的方法是：。用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡)3CO+Fe2O32Fe+3CO2=高温此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法：此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法：。用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃小结：小结：这节课你收获了什么？