初中化學第八單元 金屬和金屬材料課題3 金屬資源的利用和保護教學演示ppt課件

這是一份初中化學第八單元 金屬和金屬材料課題3 金屬資源的利用和保護教學演示ppt課件，共26頁。PPT課件主要包含了金屬礦物，思考與討論，金屬活動性順序，鐵的冶煉，實驗室模擬煉鐵，由紅色變?yōu)楹谏?，鐵的冶煉工業(yè)煉鐵，5833t，x·96%，氧化鐵的質(zhì)量等內(nèi)容，歡迎下載使用。
在課題1、課題2中，我們學習了金屬材料及金屬的物理、化學性質(zhì)，知道了金屬材料在生活中的應(yīng)用無處不在。那這些金屬材料是“天生”就有的嗎？鋼鐵是怎樣煉成的呢？
春秋戰(zhàn)國時期，我國開始生產(chǎn)和使用鐵器
唐代詩人李白有詩曰“爐火照天地，紅星亂紫煙?！庇涊d了唐代煉鐵場景
宋代宋應(yīng)星《天工開物》中對古代煉鐵技術(shù)進行了系統(tǒng)介紹
近現(xiàn)代，高爐煉鐵具有工藝簡單、生產(chǎn)量大、生產(chǎn)率高等優(yōu)點
1.知道一些常見的金屬礦物（鐵礦、鋁礦等）及其主要化學成分。2.了解從鐵礦中將鐵還原出來的方法。3.認識工業(yè)煉鐵的主要原料及設(shè)備。4.掌握不純物質(zhì)化學方程式計算的方法。
地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中。具體存在形式如下： （1）單質(zhì)：極少數(shù)不活潑地金屬（如金、銀、鉑等）
（2）化合物：除金、銀等其余金屬（如鐵、鋅、鈉、鈣等）
赤鐵礦（主要成分Fe2O3）
磁鐵礦(主要成分Fe3O4)
菱鐵礦(主要成分FeCO3)
鋁土礦(主要成分Al2O3)
黃鐵礦(主要成分FeS2)
黃銅礦(主要成分CuFeS2)
輝銅礦(主要成分Cu2S)
赤銅礦(主要成分Cu2O)
金紅石(主要成分TiO2)
軟錳礦(主要成分MnO2)
工業(yè)上所需的金屬大都是從含有金屬元素并有開采價值的礦石中提煉的。其中提取量最大的金屬是鐵。
1.金屬元素在地殼或海洋中的存在形式，與什么有關(guān)？
2.鐵礦石的種類有赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦等，用什么礦石煉鐵比較好，為什么？
用赤鐵礦和磁鐵礦比較好。因為相同情況下兩者的含鐵量比較高，且不會生成二氧化硫污染氣體。赤鐵礦（主要成分Fe2O3的含鐵量70%） 磁鐵礦(主要成分Fe3O4的含鐵量72.41%)菱鐵礦(主要成分FeCO3的含鐵量48.27%) 黃鐵礦(主要成分FeS2的含鐵量46.67%)
3.現(xiàn)有如下得到鐵的化學方程式，采用哪一個作為煉鐵的最佳原理呢？
還原劑+Fe2O3 Fe + CO2
焦炭是固體，與鐵礦石接觸不充分，鐵礦石利用率低
CO是流動性氣體，與鐵礦石接觸充分，利用率高，反應(yīng)較充分,最佳選擇
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
2CO+O2 2CO2
實驗步驟：1、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳氣體5、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r停止 加熱7、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳， 然后熄滅右邊酒精燈
防CO污染空氣，用酒精燈點燃或用氣球收集，尾氣處理裝置
在實驗室模擬煉鐵的實驗中，一氧化碳的通入和酒精噴燈的點燃熄滅順序。
CO ——“早進晚出” 酒精噴燈——“遲到早退”實驗前要先通CO將硬質(zhì)玻璃管中的空氣排盡再點燃酒精噴燈加熱，防止加熱時CO與空氣混合發(fā)生爆炸；實驗完畢后，停止加熱后要繼續(xù)通CO至硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。
將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣
提高溫度；產(chǎn)生一氧化碳
實驗室模擬煉鐵與工業(yè)煉鐵的產(chǎn)物是否相同？為什么？
實驗室模擬煉鐵 ——純鐵 工業(yè)煉鐵——生鐵因工業(yè)煉鐵固體原料是鐵礦石及焦炭等，工業(yè)煉鐵所得產(chǎn)物中含有碳及少量磷、硫的鐵合金——生鐵
二、鐵的冶煉含雜物質(zhì)的計算
例：用1000 t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少噸？
解：設(shè)煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x
160 112
1000 t×80％ x·96%
1000 t×80％
赤鐵礦——1000 t氧化鐵——1000 t×80%生鐵——x鐵——96%x
答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為583.3 t 。
①代入化學方程式的是純凈物的質(zhì)量②純凈物質(zhì)量=不純物質(zhì)質(zhì)量×純度 純凈物質(zhì)量 不純物質(zhì)質(zhì)量
③純度= ×100%
一題多解法 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學反應(yīng)前后，元素的質(zhì)量不變。根據(jù)鐵元素守恒，可得 112 160
煉得生鐵的質(zhì)量=1000 t×80%×——÷96% ≈583.3 t。
以游離態(tài)（單質(zhì)）形式存在：金、銀、鉑等極少量金屬
以化合物形式存在：除金、銀、鉑以外的其余金屬
原理： 3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2產(chǎn)物：純鐵步驟：
反應(yīng)結(jié)束后熄滅酒精噴燈
原理：同上設(shè)備：高爐產(chǎn)物：生鐵
代入化學方程式的是純凈物的質(zhì)量
1.下列金屬在自然界中能以單質(zhì)形式存在的是( )A．鋁 B．鐵 C．鈉 D．銀
解析：以游離態(tài)（單質(zhì)）形式存在：金、銀、鉑等極少量金屬。
2.下列礦石的主要成分不屬于氧化物的是( )A．赤鐵礦(主要成分Fe2O3) B．黃鐵礦(主要成分FeS2)C．鋁土礦(主要成分Al2O3) D．磁鐵礦(主要成分Fe3O4)
解析:黃鐵礦的主要成分FeS2屬于硫化物，不屬于氧化物。
3.探究鐵的冶煉原理實驗裝置和煉鐵高爐的示意圖如下，下列敘述正確的是（ ）A．甲圖中實驗結(jié)束時，應(yīng)先停止通 一氧化碳再熄滅酒精噴燈B．乙圖中高爐煉鐵的原料中焦炭的 作用只是利用其燃燒提供熱量C．乙圖中為了使焦炭燃燒生成一氧 化碳，只需通入少量的熱空氣D．完全反應(yīng)后，甲、乙圖中得到產(chǎn)物的區(qū)別是甲圖得到的是純凈物，乙圖得到 的是混合物
解析：一氧化碳還原氧化鐵時，應(yīng)先停止熄滅酒精噴燈繼續(xù)通一氧化碳直到玻璃管冷卻，防止鐵被氧化，故A錯誤；高爐煉鐵中原料焦炭的作用是提供熱量和還原一氧化碳，故B錯誤；乙圖中要通入過量的熱空氣，使得焦炭充分燃燒生成二氧化碳，然后在高溫的條件下，焦炭將二氧化碳還原為一氧化碳，故C錯誤；甲圖是一氧化碳還原氧化鐵，能得到純鐵，乙圖是煉鐵高爐，得到的是生鐵，屬于混合物，故D正確。
4.冶煉2000 t含雜質(zhì)3％的生鐵，需要含F(xiàn)e3O4 90%的磁鐵礦石多少噸？
解法一：設(shè)需要磁鐵礦石的質(zhì)量為x 232 168 90%x 2000 t×(1-3%)232 90%x 168 2000 t×(1-3%)x≈2976.7 t
—— = ————————
解法二：根據(jù)鐵元素守恒得 需要磁鐵礦石的質(zhì)量為 2000 t×(1-3%)÷——÷90%≈2976.7 t
答：需要含F(xiàn)e3O4 90%的磁鐵礦石2976.7 t。