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课题3
金属资源的利用和保护
课时1
第八单元
金属和金属材料
2020-2021年人教版九年级下册化学
无处不在的金属材料
新课导入
地壳中金属元素的含量
元素名称
质量分数/%
铝
7.73
铁
4.75
钙
3.45
钠
2.74
钾
2.47
镁
2.00
锌
0.008
铜
0.007
银
0.00001
金
0.0000005
交流讨论：目前人类普遍使用的金属有哪些？
铝合金楼梯
不锈钢水壶
铜导线
黄金戒指
银手镯
金属元素在自然界中的存在形式
（1）单质：极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）
自然单质金
自然单质银
铁的矿物
赤铁矿
主要成分Fe2O3
磁铁矿
主要成分Fe3O4
菱铁矿
主要成分FeCO3
（2）化合物：化学性质较活泼的金属（如铁、锌、钠和钙等）。
硫铁矿
主要成分FeS2
黄铜矿
主要成分CuFeS2
辉铜矿
主要成分Cu2S
铜的矿物
铝土矿
主要成分Al2O3
铝的矿物
（2）化合物：化学性质较活泼的金属（如铁、锌、钠和钙等）。
工农业生产和生活中使用最广泛的金属是铁，思考下列问题。
1.怎样把铁矿石变成铁呢？
把铁元素从铁矿石中提炼出来。
2.我们学过哪些能得到铁的化学方程式呢？
3C+2Fe2O3
4Fe+3CO2↑
高温
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
3H2+Fe2O3
2Fe+3H2O
高温
赤铁矿
工业炼铁
实验演示：一氧化碳还原氧化铁
步骤：
①检查装置气密性；
②装入药品并固定；
③通入纯净的CO；
④给氧化铁加热；
⑤停止加热；
⑥停止通入CO。
现象：红色粉末（氧化铁）逐渐变成黑色，澄清的石灰水逐渐变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
红色
黑色
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
CO起还原剂的作用
用酒精灯点燃尾气是防止未反应的一氧化碳逸散到空气中污染空气
用密封的塑料袋收集也可以
可以用磁铁来判断反应产物是否为铁
反应开始时，应该先点燃尾部的酒精灯。
将生成的气体通入到澄清的石灰水中，观察石灰水是否变浑浊，以此判断是否产生二氧化碳气体。
反应结束后，应该先熄灭此处的酒精喷灯。
古代炼铁
现代炼铁高炉
工业炼铁
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
C+O2
CO2
高温
CaCO3+SiO2
CaSiO3
+
CO2↑
高温
CO2+C
2CO
高温
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
炼铁高炉
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
高温
Fe2O3＋3CO
===
2Fe＋3CO2
高炉炼铁的产物：生铁
含有2%~4.3%的碳及少量磷和硫的铁合金
硬而脆，不利于加工
交流讨论：高炉炼铁和实验室炼铁有什么区别？其产物是纯铁吗？
可经过吹氧冶炼等工序生产钢，含碳量降至0.03%~2%的铁合金
含杂质问题的计算
纯净物的质量
＝
不纯物质的总质量×纯度
例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨？
纯度＝
×100%
纯净物的质量
不纯物质的总质量
分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：
方法1：根据化学式：
赤铁矿石
氧化铁
铁
生铁
1000t×80％=800
t
2×56
160
=
560
t
×100%
800
t×
560
t
÷96%
=
583.3
t
矿石中Fe2O3的质量：
Fe2O3中铁元素的质量：
可得到生铁的质量：
解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x
160
2×56
1000t×80％
x·96%
x
=
2×56×1000t×80％
160×96%
=
583.3
t
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583.3
t
。
Fe2O3+3CO
===
2Fe+3CO2
高温
方法2：根据化学方程式
1、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少t？
2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4的赤铁矿石多少t？
练习
1.金属资源的概况
2.
铁的冶炼
①炼铁的原理：
②工业炼铁设备：炼铁高炉
③工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石
3.有关含杂质物质的计算
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
课堂小结
1．在自然界中以单质形式存在的是（
）
A．铁
B．铝
C．镁
D．银
2．冶炼生铁选择铁矿石时应注意矿石中尽量不含有害元素，同时要选择含铁量较高的矿石，你认为下列矿石中最好的是（
）
A．黄铁矿（FeS2）
B．磁铁矿（Fe3O4）
C．赤铁矿（Fe2O3）
D．菱铁矿（FeCO3）
D
B
课堂练习
3.
实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质.关于该实验，下列说法错误的是（
）
A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，
证明该反应有二氧化碳生成
B．实验结束时，玻璃管中红棕色的氧化铁粉末部分变成黑色，
该产物一定全是铁
C．反应后，先熄灭酒精灯，继续通入一氧化碳至玻璃管冷却
D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
B
4．联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：
请回答下列问题：
（1）写出设备A的名称：
。
高炉
（2）写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式：
。
（3）炼铁时焦炭的作用是：①产生热量（或“提高炉温”）；②
。
（4）应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是：
。
（5）在古代，人们把在高温下烧红的铁反复锤钉，最终使生铁转化为钢，这也是所谓“百炼成钢”的来历。写出上述转变过程中最关键一步反应的化学方程式：
。
促使反应更加剧烈，并获得更多的热量
产生一氧化碳
C＋O2
CO2
高温
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
高温
谢谢聆听

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