6.3 金属矿物与金属冶炼课件---2024-2025学年九年级化学科粤版(2024)下册

典例5 用含氧化铁 的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 的生铁多少吨（精确到0.1）？
解：方法一 赤铁矿石中含氧化铁的质量为 ，设氧化铁理论上可炼出铁的质量为 。
将含杂质物质的质量转化为纯净物的质量
则含铁的生铁的质量为
得到纯铁的质量
转化为含杂质的生铁的质量
方法二 理论上可炼出含铁 的生铁的质量为
1.金属在地壳中的存在（1）存在形态 （与金属的活动性相关）
存在形态
单质形态
化合物形态
金属种类
少数很不活泼的金属，如金、银、铂
绝大多数金属都以化合物形态存在于矿物中
（2）常见金属元素在地壳中所占的质量分数
元素名称
铝
铁
钙
钠
钾
镁
其余60余种金属元素
质量分数/%
4.75
3.45
2.74
2.47
2.00
典例3 下列关于高炉炼铁的说法中正确的是( )
C
A.图中高炉炼铁的主要反应是 B.焦炭通过反应 提供了冶铁所需的热能，同时生成了还原剂 C.炉气经过合理处理之后可用作气体燃料D.高炉炼铁的产品是纯铁，可用来炼钢
[解析] 高炉炼铁是利用一氧化碳还原铁的氧化物，主要反应是，A错误。焦炭通过 反应提供了冶铁所需的热能，通过生成还原剂 ，B错误。炉气中含有， 具有可燃性，所以经过合理处理之后可用作气体燃料，C正确。高炉炼铁的产品是生铁，可用来炼钢，D错误。
A
A.钢是纯金属，生铁是混合物 B.生铁、钢的硬度都比纯铁大C.钢的含碳量比生铁要低 D.生铁和钢的性能不同
[解析] 钢和生铁都是铁的合金，它们的主要成分都是铁，都属于混合物; 一般情况下，合金的硬度比其组分金属的大，所以生铁、钢的硬度都比纯铁的大;钢的含碳量为 ，生铁的含碳量为，钢的含碳量比生铁的低; 生铁和钢的含碳量不同，使钢和生铁的性能不同。
1.原理（1）实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质。在计算用料和产量时，应考虑杂质的问题。（2）化学方程式所表示的是各物质之间发生化学反应时的关系，是纯净物之间的质量关系，因此在计算中必须将含杂质的物质的质量换算成纯净物的质量，再进行计算。
2.含杂质物质的质量、纯净物质的质量、物质纯度之间的关系（1）纯净物质的质量分数（纯度）杂质的质量分数。3.含杂质物质的化学方程式计算的一般步骤（1）将含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量;（2）将纯净物质的质量代入化学方程式进行计算;（3）将计算得到的纯净物质的质量换算成含杂质物质的质量。
实验结论
红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，同时有二氧化碳气体生成
拓展培优氧化反应与还原反应氧化反应是物质跟氧发生的化学反应。还原反应是从含氧化合物中将氧夺取出来的反应。在炼铁过程中，一氧化碳夺取氧化铁中的氧，一氧化碳发生氧化反应，氧化铁发生还原反应，一氧化碳具有还原性。除一氧化碳外，焦炭和氢气也具有还原性，这些物质都可用来冶炼金属，把金属从其氧化物的矿石中还原出来。
典例2 钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志之一。如图是实验室模拟工业炼铁的装置。请完成下列问题：
（1）实验时，要先通入一会儿 ，然后再加热，这样操作的目的是________________________________________________。加热一会儿后，可观察到硬质玻璃管内的现象是_________________________，反应的化学方程式是__________________________。在这个反应中，氧化铁中的氧元素被 夺去而生成铁，铁元素的化合价______（填“升高”“降低”或“不变”）。
3.生铁和钢
类别
含碳量/%
含杂质（硫、磷等）
机械性能
机械加工
生铁
多
硬而脆
可铸不可锻
钢
少
硬而韧、有弹性
可铸可锻
生铁和钢的主要区别，两者性能不同的原因是含碳量不同
典例4 《天工开物》中描述了系统、连续的炼铁炼钢过程，利用煤炭炼铁，从炼铁炉流出的生铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁，从而减少了再熔化的过程。下列有关生铁和钢的说法，不正确的是( )
产品
生铁（含碳量为 并含少量磷和硫等的铁合金，不是纯铁）
拓展培优冶炼金属的常用化学方法1.电解法：较活泼金属（如钠、钾、镁、铝等）的矿物很稳定，靠电能才能将它们还原出来。如 ， 。
拓展培优冶炼金属的常用化学方法2.热还原法：很多金属（如铜、锌、铝、锡、铅等）的冶炼跟铁类似，在加热条件下，金属化合物与焦炭或氢气或一氧化碳发生反应，被还原成金属单质。如 。3.热分解法：极少数金属的化合物不稳定，加热就可以分解出金属单质，如银、汞的化合物。如 。
答：理论上可炼出含铁的生铁 。
典例5 用含氧化铁 的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 的生铁多少吨（精确到0.1）？
[解析] 本题考查含杂质物质的计算，可采用一题多解法,①根据化学方程式进行计算；②利用化学式结合铁元素的质量守恒进行计算。
（2）在这个实验中，澄清石灰水的作用是________________________。 有毒，为防止尾气对环境造成污染，需要对尾气进行处理，方法是__________________________________________。实验完毕，玻璃管内固体的质量会______（填“不变”“增大”或“减小”）。
2.高炉炼铁
炼铁原理
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
_
原料及作用
铁矿石（提供铁元素）、空气（提供氧气）
焦炭：提供反应所需热量，提供还原剂
石灰石：把铁矿石中不能被利用的矿物（如二氧化硅）转变成炉渣而除去
主要是赤铁矿
主要设备
高炉（如图所示）
_
发生的有关化学反应
B
A.铝 B.铁 C.金 D.银
[解析] 在自然界中，除了少数很不活泼的金属（如金、铂、银）能以单质形态存在，绝大多数金属都以化合物的形态存在于矿物中。在自然界主要以化合物形态存在，且提炼量最大的是铁。
1.一氧化碳还原氧化铁实验
实验试剂
氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验仪器
铁架台（2个）、硬质玻璃管、单孔胶塞（2个）、酒精喷灯、酒精灯、试管、双孔胶塞、导气管若干
排尽装置内的空气，防止与空气混合遇热发生爆炸
红棕色粉末逐渐变成黑色
降低
[解析] 具有可燃性，与空气混合加热可能发生爆炸，实验开始时先通入 再加热是为了排尽装置内的空气，以防加热时发生爆炸。在硬质玻璃管中还原 ，实验现象是红棕色粉末逐渐变成黑色，化学方程式为，反应前 中铁元素为 价，反应后铁单质中铁元素化合价为0，铁元素的化合价降低。
第六单元 金属和金属材料
6.3 金属矿物与金属冶炼
九下化学 KY
1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，进而认识几种常见的金属矿物。2.以高炉炼铁为主，了解钢铁的冶炼原理，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。3.了解生铁和钢的成分区别与主要性能的区别。4.初步学会关于含杂质物质的化学方程式的计算。
实验装置
_
酒精喷灯灯焰的温度比普 通酒精灯灯焰的温度高， 一般高于800
实验步骤
_
实验现象
（1）红棕色粉末逐渐变为黑色;（2）生成的气体使试管中的澄清石灰水变浑浊;（3）尾气燃烧并产生蓝色火焰
化学方程式
硬质玻璃管中： 试管中： 酒精灯处：
还原产物的验证
方法1：取适量反应后的黑色粉末，用磁铁吸引，黑色粉末全部被吸起。（ 物理方法）方法2：取少量反应后的黑色粉末于试管中，加入足量稀盐酸，黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色 （化学方法）
由上表可见，地壳中的金属元素，铝（地壳中含量最多的金属元素）和铁的含量最多，加上钙、钠、钾、镁一共6种金属元素，占地壳总质量的 ，其余众多金属元素在地壳中的储存量是很少的。
2.常见的金属矿物及其主要成分的化学式
金属矿物
赤铁矿
磁Hale Waihona Puke 矿黄铁矿孔雀石赤铜矿
铝土矿
主要成分的化学式
典例1 下列金属中，在自然界主要以化合物形态存在，且提炼量最大的是( )
检验是否有二氧化碳生成
在装置末端放一只燃着的酒精灯（合理即可）
减小
[解析] 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故在这个实验中澄清石灰水的作用是检验反应是否产生了二氧化碳气体。 有毒，如果不进行尾气处理，会污染空气，尾气处理方法为小气球（气囊）收集法或直接点燃法。在这个反应中，中的氧元素被 夺去而生成铁，故玻璃管内固体的质量会减小。