(科粤版)九年级化学下册同步教学课件：6.3 金属矿物与冶炼
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6.3 金属矿物与冶炼
一、金属在自然界的存在
游离态（单质）：Ag, Pt, Au 化合态（化合物）：Fe, Cu, Na等绝大多数金属
二、金属矿物
赤铁矿(Fe2O3)
黄铁矿(FeS2 )
菱铁矿(FeCO3 )
磁铁矿(Fe3O4)
铝 土 矿
黄铜矿
孔雀石
自 然 界 以 单 质 形 式 存 在 的 银
铁
油漆
氧气和水不能与铁接 触，所以铁不会生锈
油漆剥 落后
油漆
氧气和水与铁接触， 导致铁生锈
2. 镀上其他金属, 如镀锡、锌、铜、镍、铬等
「罐头」是由镀锡铁制成。
镀铬的浴室水笼头。
3. 使用合金
用不锈钢制造的器具
4.牺牲性保护
把铁与一较活泼的金属相 连接，牺牲活波金属，从 而防锈。
由镀锌铁制造的水桶
金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由 强 渐弱
越活泼的金属,越容易与其他物质形成化 合物,也就越难从化合物中还原出金属单 质.
越不活泼的金属, 越不容易与其他物质形 成化合物,也就越容易从化合物中还原出 金属单质.
五、冶炼金属的常用方法
点燃
H2和C还原CuO实验比较
实 验 装 置 图
C
co
cuo
A
澄清的
石灰水 B
四、铁的冶炼
1.炼铁
设备： 高炉
原料： 铁矿石(赤铁矿)、焦炭、石灰石、空气
反应过程：
过量空气
焦炭
赤铁矿
焦炭 高温 CO2 高温 CO 高温 Fe
涉及反应化学方程式：
C + O2 点=燃= CO2
C + CO2 =高=温 2CO
高温
3H2+Fe2O3 = 2Fe+3H2O 3C+2Fe2O3 高=温 4Fe+3CO2
H2、C、CO化学性质的比较
性 可燃性
还原性
质
物质
C
点燃
C + O2 点燃 CO2
高温
2C + O2 2CO
C + 2CuO
2Cu+CO2
点燃
CO 2CO + O2 2CO2 CO + CuO
Cu + CO2
1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI)
电解法:
通电
2Al2O3 = 4Al+3O2
2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu)
热还原法:
高温
Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO
3.较稳定金属(如Hg Ag)
直接加热法: 2HgO加=热2Hg+O2
4.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在
2、自行车的构件如支架、链条、钢圈 等，分别采取了什么防锈措施？
答：刷漆、涂 油、镀铬等
讨论
3、对于金属资源除了采取防止金属腐 蚀的措施外，还可以通过什么途径来 使金属资源得到保护呢？
资料二：据有关资料报道，现在世界上每 年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于 年产量的20% ~ 40%。
• 生活中许多设施都是用铁制成，如：
但这些设施普遍受到腐 蚀的影响。
二、铁生锈条件的探究
药品：现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅 速冷却的蒸馏水、植物油、稀盐酸、棉花和干 燥剂氯化钙。
试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。
自 然 界 以 单 质 形 式 存 在 的 金
三、炼铁的基本原理
基本原理：
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
现象：红棕色的Fe2O3变黑，同时产生使石灰 水变浑浊的气体。
氧化反应：得到氧的反应 还原反应：失去氧的反应
具有还原性的物质: CO H2 C
练习：请写出H2和C还原Fe2O3的化学方程式
• 铁锈结构疏松多孔，
吸收水分，加速铁制
品的生锈 铁
+ 氧气
水
Fe2O3·xH2O
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
结构特点 若不除去结果
铁锈
( ) Ｆe2Ｏ3
疏松多孔
完全锈蚀
氧化铝
( ) Al2O3
致密结实
使铝“自我保 护”
三、 怎样防止铁生锈
氧气 生锈
水
1. 加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂
加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂来防锈
6.3 珍惜和保护金属资源
一、金属资源的消耗
资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿 物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的 储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿 物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度， 有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示 （不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金 属储备量和金属的回收利用等）。
金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al ‖Zn Fe Sn Pb (H)Cu‖Hg Ag‖Pt Au
电解法
热还原法 直接加热法
例1 用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石， 理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？ 注意：
带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量
赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁
1000 t×80% × 70% ÷96%=583.3 t
– 保持铁制品表面干燥和洁净
讨论
1、在实际生活和生产中我们应该采取哪 些具体方法来防止铁制品生锈呢？
防止铁制品生锈的具体方法为：
❖ 保持铁制品表面干燥和洁净
❖ 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂 油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼 烧金属，进行“烤蓝”处理等
❖ 制成合金钢，如不锈钢
讨论
高温
3CO+Fe2O3 == 2Fe+3CO2
产品： 生铁（含碳量2-4.3%）
2.炼钢：
生铁
氧气 高温
钢
合金
钢（含碳量0.03-2%）
生铁和钢的区别
类别 含碳量% 含杂质 机械性能 机械加工
生铁 2~4.3
多
钢 0.03~2 少
硬而脆
可铸Hale Waihona Puke Baidu可 锻
硬而韧、 可铸可锻 有弹性
中国古代冶炼图
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨 而发行的邮票转 炉 炼 钢
铁生锈的必要条件探究
没有水
没有空气
水和空气同时存在
无水氯化钙
棉
（干燥剂）
油层
花
蒸馏水
经煮沸的
铁
蒸馏水
稀盐酸
钉
1
2
3
4
没有生锈
产生锈蚀
铁生锈的必要条件探究结论：
没有水
氧气 水 没有空气
没有生锈
生锈 水和空气同时存在
产生锈蚀
因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！
• 铁的腐蚀称为生锈， 生锈后的产物称为铁 锈。其化学反应过程 是相当复杂，但结果 非常简单。
牺牲性保护防锈法
破损部位
锌表层 氧与锌反应， 铁不会腐蚀
铁 锌块
金属防腐蚀的方法：
（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水 形成保护层
– 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法） – 电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、
通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等
改变金属的内部结构
– 制成合金，如不锈钢
改善腐蚀环境等等
一、金属在自然界的存在
游离态（单质）：Ag, Pt, Au 化合态（化合物）：Fe, Cu, Na等绝大多数金属
二、金属矿物
赤铁矿(Fe2O3)
黄铁矿(FeS2 )
菱铁矿(FeCO3 )
磁铁矿(Fe3O4)
铝 土 矿
黄铜矿
孔雀石
自 然 界 以 单 质 形 式 存 在 的 银
铁
油漆
氧气和水不能与铁接 触，所以铁不会生锈
油漆剥 落后
油漆
氧气和水与铁接触， 导致铁生锈
2. 镀上其他金属, 如镀锡、锌、铜、镍、铬等
「罐头」是由镀锡铁制成。
镀铬的浴室水笼头。
3. 使用合金
用不锈钢制造的器具
4.牺牲性保护
把铁与一较活泼的金属相 连接，牺牲活波金属，从 而防锈。
由镀锌铁制造的水桶
金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由 强 渐弱
越活泼的金属,越容易与其他物质形成化 合物,也就越难从化合物中还原出金属单 质.
越不活泼的金属, 越不容易与其他物质形 成化合物,也就越容易从化合物中还原出 金属单质.
五、冶炼金属的常用方法
点燃
H2和C还原CuO实验比较
实 验 装 置 图
C
co
cuo
A
澄清的
石灰水 B
四、铁的冶炼
1.炼铁
设备： 高炉
原料： 铁矿石(赤铁矿)、焦炭、石灰石、空气
反应过程：
过量空气
焦炭
赤铁矿
焦炭 高温 CO2 高温 CO 高温 Fe
涉及反应化学方程式：
C + O2 点=燃= CO2
C + CO2 =高=温 2CO
高温
3H2+Fe2O3 = 2Fe+3H2O 3C+2Fe2O3 高=温 4Fe+3CO2
H2、C、CO化学性质的比较
性 可燃性
还原性
质
物质
C
点燃
C + O2 点燃 CO2
高温
2C + O2 2CO
C + 2CuO
2Cu+CO2
点燃
CO 2CO + O2 2CO2 CO + CuO
Cu + CO2
1.活泼金属(如K Ca Na Mg AI)
电解法:
通电
2Al2O3 = 4Al+3O2
2.一般金属(如Zn Fe Sn Pb Cu)
热还原法:
高温
Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO
3.较稳定金属(如Hg Ag)
直接加热法: 2HgO加=热2Hg+O2
4.稳定金属(如Pt Au) : 直接以单质形式存在
2、自行车的构件如支架、链条、钢圈 等，分别采取了什么防锈措施？
答：刷漆、涂 油、镀铬等
讨论
3、对于金属资源除了采取防止金属腐 蚀的措施外，还可以通过什么途径来 使金属资源得到保护呢？
资料二：据有关资料报道，现在世界上每 年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于 年产量的20% ~ 40%。
• 生活中许多设施都是用铁制成，如：
但这些设施普遍受到腐 蚀的影响。
二、铁生锈条件的探究
药品：现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅 速冷却的蒸馏水、植物油、稀盐酸、棉花和干 燥剂氯化钙。
试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。
自 然 界 以 单 质 形 式 存 在 的 金
三、炼铁的基本原理
基本原理：
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
现象：红棕色的Fe2O3变黑，同时产生使石灰 水变浑浊的气体。
氧化反应：得到氧的反应 还原反应：失去氧的反应
具有还原性的物质: CO H2 C
练习：请写出H2和C还原Fe2O3的化学方程式
• 铁锈结构疏松多孔，
吸收水分，加速铁制
品的生锈 铁
+ 氧气
水
Fe2O3·xH2O
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
结构特点 若不除去结果
铁锈
( ) Ｆe2Ｏ3
疏松多孔
完全锈蚀
氧化铝
( ) Al2O3
致密结实
使铝“自我保 护”
三、 怎样防止铁生锈
氧气 生锈
水
1. 加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂
加上油漆、搪瓷、塑胶层或油脂来防锈
6.3 珍惜和保护金属资源
一、金属资源的消耗
资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿 物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的 储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿 物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度， 有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示 （不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金 属储备量和金属的回收利用等）。
金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al ‖Zn Fe Sn Pb (H)Cu‖Hg Ag‖Pt Au
电解法
热还原法 直接加热法
例1 用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石， 理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？ 注意：
带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量
赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁
1000 t×80% × 70% ÷96%=583.3 t
– 保持铁制品表面干燥和洁净
讨论
1、在实际生活和生产中我们应该采取哪 些具体方法来防止铁制品生锈呢？
防止铁制品生锈的具体方法为：
❖ 保持铁制品表面干燥和洁净
❖ 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂 油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼 烧金属，进行“烤蓝”处理等
❖ 制成合金钢，如不锈钢
讨论
高温
3CO+Fe2O3 == 2Fe+3CO2
产品： 生铁（含碳量2-4.3%）
2.炼钢：
生铁
氧气 高温
钢
合金
钢（含碳量0.03-2%）
生铁和钢的区别
类别 含碳量% 含杂质 机械性能 机械加工
生铁 2~4.3
多
钢 0.03~2 少
硬而脆
可铸Hale Waihona Puke Baidu可 锻
硬而韧、 可铸可锻 有弹性
中国古代冶炼图
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨 而发行的邮票转 炉 炼 钢
铁生锈的必要条件探究
没有水
没有空气
水和空气同时存在
无水氯化钙
棉
（干燥剂）
油层
花
蒸馏水
经煮沸的
铁
蒸馏水
稀盐酸
钉
1
2
3
4
没有生锈
产生锈蚀
铁生锈的必要条件探究结论：
没有水
氧气 水 没有空气
没有生锈
生锈 水和空气同时存在
产生锈蚀
因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！
• 铁的腐蚀称为生锈， 生锈后的产物称为铁 锈。其化学反应过程 是相当复杂，但结果 非常简单。
牺牲性保护防锈法
破损部位
锌表层 氧与锌反应， 铁不会腐蚀
铁 锌块
金属防腐蚀的方法：
（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水 形成保护层
– 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法） – 电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、
通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等
改变金属的内部结构
– 制成合金，如不锈钢
改善腐蚀环境等等