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2019-2020年九年级化学全册 第五章 金属的冶炼与利用第二节 金属矿物+铁的冶炼学案(新版)沪教版学习目标:B1了解常见金属矿物(铁矿、铝矿等)的主要化学成分。2了解从铁矿石中将铁还原出来的方法;B3知道生铁和钢等重要的合金,认识加其他元素可以改善金属特性的重要作用;4认识金属材料在生产、生活和社会发展的重要作用。5.2金属矿物 铁的冶炼第一课时学习内容:铁的冶炼、生铁和钢复 习:B1写出镁、铁、锌、铝分别与稀盐酸和稀硫酸反应的方程式 ; ; ; ; ; ; ; 。B2铁丝与硫酸铜溶液反应的现象是 ,反应的方程式为 。B3由一种 跟一种 作用生成另一种 和另一种 ,这样的反应叫做置换反应。4地壳中元素含量由大到小前五位的元素符号是 。自主学习:1日常生活中使用最广的金属是 ,在地壳中含量仅次于铝的一种金属是 。P1242铁在自然界中分布很广,在地壳中主要以 (填“单质”“化合物”)的形式存在。3金属元素在自然界中分布很广,除极少数不活泼的金属(如铂、金、银等)有存在外,其余大多数以化合物存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在,含有矿物的岩石称为 。4铁的矿物有赤铁矿(主要成分为 ),磁铁矿(主要成分为 ),菱铁矿,黄铁矿。铜的矿物有黄铜矿,孔雀石(主要成分为 ),斑铜矿,赤铜矿等,铝的矿物有铝土矿, 等。P1235用金属矿石可以冶炼金属。使金属矿物变成金属的过程,叫做 。P1236一氧化碳与氧化铁在高温下反应的现象: 色的粉末逐渐变为 色,澄清石灰水 (P124观察与想考)反应方程式为 P1247工业炼铁主要设备 ,工业炼铁主要原料: 、 、 、 。P1248通常把金属(如铁)跟 结合生成金属氧化物(如氧化铁)的过程称为金属的 。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等还原性物质反应,失去氧转化为金属的过程,称为金属氧化物的 。(P125拓展视野)一、铁在自然界中的存在: 即自主学习1、2题二、铁的冶炼(使铁矿石中铁元素转变成铁单质的过程)一氧化碳与氧化铁(红棕色粉末)的反应1反应装置:(见右图)2操作步骤:(1)检查气密性(2)装入药品并固定(3)向硬质玻璃管内通入一氧化碳(4)给氧化铁加热(5)停止加热(6)(待硬质玻璃管冷却后)停止通入一氧化碳备注3实验现象: 色的粉末逐渐变为 色,澄清石灰水 4反应方程式为 ; 。讨论:(1)如何验证黑色物质是否是铁? 方法一 ; 方法二 。 (2)在实验操作时要 向硬质玻璃管内通入一氧化碳, 给氧化铁加热的目的是什么? 排尽硬质玻璃管内的空气,防止加热一氧化碳与空气的混合气体而发生爆炸 (3)为什么停止加热后还要继续通一氧化碳直到装置冷却? 防止生成的灼热的金属(铁)被空气中的氧气氧化;(4)澄清石灰水的作用是:验证二氧化碳的生成并除去二氧化碳 尾气为何要处理:尾气中的一氧化碳有毒,会污染空气; 尾气处理的方法有:用真空气囊收集、 用排水法收集 将尾气点燃(反应方程式: ) 用导管将它连接到左边的酒精灯火焰上。(优点:节约能源且防止尾气中的一氧化碳污染空气) A5工业练铁主要设备 ,工业炼铁主要原料: 。(焦炭的作用: 、 。石灰石的作用: )整个炼铁反应过程原理(见课本P126页练习第4题)(1) (2) 、(3) 。 阅 读:课本125页拓宽视野 金属的冶炼方法冶炼金属的三种方法:利用还原剂(H2,CO,C)冶炼金属, 通电电解(课本125页) 湿法冶金:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu6碳、一氧化碳与二氧化碳的转化关系讨论:1)计算下列物质中的铁的质量分数:Fe2O3 、FeS2、Fe3O4 。常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、黄铁矿(主要成分为FeS2)、磁铁矿(主要成分为Fe3O4),一般炼铁时不选用黄铁矿,为什么? 练习: 如何除去下列括号中的杂质,并写出有关化学方程式:B1CO2 (CO) 方法: ,化学方程式 B2CO(CO2) 方法: ,化学方程式 3Cu( Fe )方法: ,化学方程式 方法: ,化学方程式 物理方法: 。4FeSO4(CuSO4) 方法: ,化学方程式 B5工业炼铁的原理是在高温下,用一氧化碳把铁从它的氧化物中还原出来,反应的化学方程式为 。炼铁的原料需要 、 、 等,炼铁的设备是 。炼铁高炉结构见P125(思考:炉渣出口为什么高于生铁出口?)备注B6一氧化碳还原氧化铁的实验中,有下列各步操作:点燃酒精灯,加热氧化铁撤去酒精灯,停止加热;通入一氧化碳;停止通入一氧化碳;使还原出来的铁冷却。正确的实验操作顺序是(写序号) 。5.2金属矿物 铁的冶炼 第二课时 B1以下是用一氧化碳和三氧化二铁反应的装置图。(1)该反应的化学方程式: 该反应(填“是”或“不是”) 置换反应。(2)反应产生的现象 ; 实验开始时,应该先通入CO气,再加热Fe2O3,是为了 。尾气不可直接排放到空气中,是因为 ,除了用如图所示的处理方法外,还可以用 。 (3)得到的黑色粉末是 ,它可以用 或 来检验。Fe2O3COCO2黑色粉末AFeSO4溶液CuSO4溶液黑色粉末B和红色固体加入足量CuSO4溶液过滤高温2(11徐州)某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验,并对产物的成分进行探究。【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢?【进行猜想】(1)小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与CuSO4溶液反应的化学方程式 。实验过程中采取了过滤,该操作中用到的玻璃仪器有 , 和玻璃棒,其中玻璃棒的作用是 。(2)小华认为小明的猜想是错误的,理由是 。(3)小华提出了猜想和猜想,请结合所学知识补充余下的一个猜想。猜想;黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁(Fe3O4)组成猜想;黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁(FeO)组成;猜想; 。【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸,稀硫酸反应,其中氧化铁为红棕色,其余都为黑色,并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。【实验探究】方案实验操作可能的现象结论取适量黑色粉末A 用磁铁吸引黑色粉末全部被吸引猜想正确取适量黑色粉末A 用磁铁吸引黑色粉末部分被吸引猜想正确取适量黑色粉末B加入足量稀盐酸黑色粉末全部溶解猜想正确 猜想正确【反思评价】小娟认为方案和方案中得出的结论都不正确,其理由是 。【得出结论】在高温下,一氧化碳和氧化铁可生成铁,氧化亚铁,四氧化三铁。请写出只生成氧化亚铁的化学方程式 。2含杂质的计算:备注B例:某钢铁公司用490万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁,所得到的生铁中最多含铁多少万吨?练习:B1用1000吨含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁,理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨?B2某炼铁厂每天生产含杂质3%的生铁80吨,该厂每天最少需含氧化铁80%的赤铁矿石多少吨?例:某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数,取来了一些矿石,并取稀盐酸200g,平均分成4份,进行实验,结果如下:实验1234加入样品的质量/g5101520生成CO2的质量/g1.543.084.4m 哪几项反应中盐酸有剩余_; 上表中m的数值是_; 试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数。练习:某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数,取来了一些矿石,准确称取10g放于盛有100g稀盐酸的烧杯中(杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应,也不分解),恰好完全反应测得烧杯内物质的总质量与时间的关系如图所示(气体溶解忽略不计)计算:(1)生成二氧化碳的质量是 3.3g;(2)石灰石中碳酸钙的质量分数是多少?(2分)(3)理论上1吨这样的石灰石可制成多少吨生石灰?(CaCO3 CaO + CO
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