九年级化学人教版下册同步导学课件第8单元课题3金属资源的利用和保护（第1课时）

课题3 金属资源的利用和保护（第1课时） 第八单元 金属和金属材料 课标与考点 课程标准： 1. 知道一些常见金属（铁、铝等）矿物 。 2. 知道可用铁矿石炼铁；了解从铁矿石中将铁还原 出来的方法。 3. 会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生 成物进行有关计算。 核心考点： 铁的冶炼。 课前预习 1. 地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如 等有 形式存在外，其余都以 的 形式存在。在地壳中的含量居前三位的金属元素 是 。 2. 常见的金属矿石的主要成分：赤铁矿（ ） （填化学式，下同）；磁铁矿（ ）；菱铁矿 （ ）；铝土矿（ ）；黄铜矿 （CuFeS2）；辉铜矿（ ）。其中，提取量最 大的是 。 金、银 单质 化合物 铝、铁、钙（或Al、Fe、Ca）  Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Al2O3 Cu2S 铁 3. 炼铁的原理是利用 与 的反应。 4. 实验室炼铁：从实验中可以看到，玻璃管里的粉 末           ， 试 管 里 澄 清 石 灰 水 ，上述过程中涉及反应的化学方程式 为 。 一氧化碳 氧化铁 由红棕色逐渐变黑 变浑浊 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2、 CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O 高温  5. 工业炼铁：把 、 和石灰石一起加 入 。其中，石灰石的作用是 。高炉内的主要 反应化学方程式为（以赤铁矿为原料） 、    、           。 铁矿石 焦炭 高炉 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 C+O2 CO2 点燃  CO2+C 2CO高温  Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温  例题导学 知识点一 金属元素的存在及常见的金属矿石 【例题1】 下列有关金属资源的叙述错误的是 （  ） A. 金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，地壳中铁元 素含量最高 B. “沙里淘金”说明金在自然界中以单质形式存在 C. 地壳中金属资源大多数以化合物形式存在 D. 地球上金属矿物资源储量有限，不可再生 A 【思路点拨】A. 地壳中含量最多的金属元素是铝； B. 由于金的性质很稳定，在自然界中有单质金，所 以“沙里淘金”说明金在自然界中以单质形式存在； C. 地球上金属矿物资源大多数以化合物形式存在； D. 金属矿物的储量有限，而且不能再生。 【变式拓展1】 （2018·曲靖模拟）“绿色化学”的理 念正深入人心，工业生产更应关注。从效益与环保角 度考虑，以下矿石中最不适宜炼铁的是（  ） A. 赤铁矿（Fe2O3） B. 磁铁矿（Fe3O4） C. 黄铁矿（FeS2） D. 菱铁矿（FeCO3） C 【变式拓展2】下列有关金属的说法，错误的是（  ） A. 人类使用最早的金属是铜，常见的铜矿有黄铜矿和 辉铜矿等 B. 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之 一，矿物的储量也很丰富，铜、铝、锰等储量在世 界上占有重要地位 C. 常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿等 D. 每年提取量最大的金属是铝 D 知识点二 实验室冶炼铁 炼铁的原料 及作用 、 、 空气、焦炭（作用是 ） 涉及主要反 应的化学方 程式和实验 现象 还原剂： . 炼铁：Fe2O3+ CO . （实验现象： ） Fe3O4+ CO . 主要设备和 产品 主要设备是 ；炼铁得 到的产品是 . 铁矿石 石灰石 产生还原剂CO、提供热量 CO 3 2Fe+3CO2 高温  红棕色粉末逐渐变黑 4 3Fe+4CO2 高温  高炉 生铁 【例题2】 （2019·石狮模拟）如图为教材中实验室 模拟炼铁的实验改进装置。实验步骤如下： Ⅰ. 连接好装置，并检查装置的气密性； Ⅱ. 装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯； Ⅲ. 实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻 璃管冷却。 请回答下列问题： （1）实验中可看到B瓶中的现象是 ； A处反应的化学方程式为 。 （2）步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管 冷却的目的是 。 （3）盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说 法：①收集多余的CO；②检验并吸收反应生成的 CO2。上述说法正确的是 （填字母）。 A. ①    B. ② C. ①② 澄清的石灰水变浑浊 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温  防止生成的铁被空气中的氧气氧化 C 【思路点拨】（1）A处玻璃管中的氧化铁在高温条件 下被一氧化碳还原为铁，同时生成二氧化碳气体，铁 粉是黑色的，二氧化碳与B装置中澄清的石灰水反应 生成碳酸钙白色沉淀和水。（2）实验结束后继续通 入一氧化碳到玻璃管冷却，目的是防止生成的铁被空 气中的氧气氧化。（3）澄清石灰水中的氢氧化钙能 与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，所以盛满石灰 水的B装置在此实验中的作用是检验并吸收反应生成 的CO2；还能将CO收集起来。 知识点三 工业炼铁 【例题3】（2018·湘潭）以煤为原料获得的化工产品 有着广泛的用途。请回答下列问题： （1）煤是      （填“可再生”或“不可再 生”）的化石能源。 （2）煤加工得到的焦炭广泛应用于炼铁。如图是高炉 炼铁的示意图，据图回答： ①焦炭在炼铁过程中的主要作用是              、         ； 原料中石灰石的作用是               。 不可再生 提供反应所需的热量 生成还原剂CO 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 ②铁矿石（主要成分为Fe2O3）进入高炉前要粉碎 成小颗粒，其目的是       。 写出高炉内生成铁的化学方程式                    。 ③图中出铁口低于出渣口，说明生铁的密度比炉 渣    （填“大”或“小”）。 （3）生铁的含碳量比钢    （填“高”或 “低”）。 增大接触面积，加快反应 速率 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温  大 高 【思路点拨】（1）煤属于不可再生的化石能源。 （2）①仔细分析炼铁高炉中的反应可知，碳首先生成 二氧化碳放出大量的热量，可为还原铁矿石提供热量， 碳与CO2反应生成还原剂CO；原料中石灰石的作用是将 矿石中的二氧化硅转化为炉渣。②铁矿石（主要成分为 Fe2O3）进入高炉前要粉碎成小颗粒，其目的是增大接触 面积，加快反应速率；焦炭与CO2反应生成CO，然后再 还原铁矿石，炼铁原理的化学方程式为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。③图中出铁口低于出渣口，说明生铁的密度 比炉渣大。（3）生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量 为0.03%~2%。 高温  知识点四 含杂质物质的计算 化学方程式计算的步骤：设、写、算、列、求、答。 【例题4】（2018·西安一模改编）某炼铁厂每天生产 含铁96%的生铁700 t，若用含Fe3O475%的磁铁矿为原 料，理论上每天需要磁铁矿的质量为多少？（写出计 算过程，结果保留一位小数） 【思路点拨】根据化学方程式计算的步骤（设、 写、算、列、求、答）进行计算。 解：700 t生铁中含铁的质量为700 t×96%＝672 t， 设理论上需要Fe3O4的质量为x。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 232 168 x 672 t x＝928 t 折合为含Fe3O4 75%的磁铁矿的质量为928 t÷75%≈ 1 237.3 t 答：理论上每天需要磁铁矿的质量为1 237.3 t。 高温  t x 672168 232  辨析易错易混:判断下列说法的正误，在正确的说法后 面打“√”，错误的说法后面打“×”。 1.赤铁矿的主要成分是四氧化三铁。 （ ） 2.化学方程：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2中，还原剂是CO。 （ ） 3.氧化铁是黑色的。 （ ） 4.高炉炼铁中的石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化 硅转变为炉渣。 （ ） 5.赤铁矿石炼铁得到的产品是纯金属铁。 （ ） × × √ √ 高温  × 课堂训练 1. 人类使用材料的历史就是人类的进步史。下列物品的 主要材质在自然界以单质形式存在的是（  ） A. 青铜器 B. 铸铁宝剑 C. 黄金首饰 D. 塑料器具 基础训练 C 2. （2018·日照改编）如图是一氧化碳与氧化铁反应的 实验装置图。下列说法错误的是（  ） A. 实验开始时，先通入CO，在装置出口处验纯后，点 燃酒精灯，再点燃酒精喷灯  B. 实验过程中看到，玻璃管里的粉末由黑色逐渐变为 红棕色  C. 利用反应前后固体质量之差能算出参加反应的一氧 化碳的质量 D. 尾气处理时发生反应的化学方程式为2CO+O2 2CO2 B 点燃  3. 下列关于工业炼铁的叙述错误的是（ ） A. 主要原料为赤铁矿、焦炭、石灰石和空气等 B. 主要设备为高炉 C. 焦炭的作用是提供热量和生成还原剂CO D. 主要产物为钢 D 4. 用1 000 t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？ 解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量 为x。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 160 112 1 000 t×80% 96% x x=583 t 答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为 583 t。 高温  xt %96 112 %801000 160  1. 实验室炼铁的过程中，红色粉末质量与通入CO 质量的关系如图所示。下列说法不正确的是 （  ） A. b点表示通入CO一段时间后加热，反应开始发 生 B. c点表示红色粉末已充分参加反应 C. 可根据通入CO的质量计算出红色粉末的质量 D. d点表示反应结束后仍需继续通入CO 培优训练 C 2. （2018·芜湖一模改编）工业上炼铁、炼钢和轧 制钢材的主要流程如图： （1）写出焦炭在高炉中发生反应的化学方程式 、 。 在整个冶炼过程中，碳元素一共表现出 种化合价。 （2）欲提高高炉炼铁的速率，可采取的措施是 （写一条）。 CO2+C 2CO C+O2 CO2 点燃  高温  3 将铁矿石粉碎（或升高温度等） （3）炼钢炉中，通入纯氧的目的是 . 。将钢锭轧成钢 板，体现了金属的 性。 （4）《自然》杂志刊载“绿色炼铁”技术：电解 熔融的氧化铁能得到铁和氧气，该反应的化 学方程式为        ， 与工业炼铁相比，该反应具有的优点是     （写一条）。 使生铁中的 碳充分反应，降低碳的含量 延展 2Fe2O3 4Fe＋3O2↑ 没有污染（或环保） 通电 