2025秋初中化学九年级上册沪科版课件 6.1 金属矿物及铁的冶炼.pptx

6.1金属矿物及铁的冶炼

各种各样的金属大多数是通过冶炼金属矿物得到的。合理开发利用金属矿物资源，需要了解各类金属矿物和常见的冶炼方法。

人类科技文明的发展历程伴随着人类利用材料、制造材料、完善材料的历史。从青铜时代、铁器时代起，到科技发达的今天，金属(metal)作为一种重要的材料，对生产生活、社会发展有着十分重要的作用。各种各样的金属大多是通过冶炼金属矿物而获得的，因此开发利用金属矿物资源，需要了解各类金属矿物和常见的冶炼方法。

?目标预览?能认识大多数金属在自然界中以金属矿物的形式存在；能体会化学方法在金属冶炼中的重要作用，简要叙述工业炼铁的反应原理。

一、常见的金属矿物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)以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。金属元素在自然界中一般以矿物的形式存在。图6-1地壳中几种金属元素的含量(质量分数)

铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等。铜的矿物主要有黄铜矿、辉铜矿和孔雀石等。铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。

你知道学校所在地区(或家乡)有哪些金属矿物?能识别它们吗?请收集金属矿物样品或查阅相关资料，并与同学交流，图6-2一些金属矿物

以金属矿物作为原料，通过一系列物理变化、化学变化可以得到相应的金属单质。而使金属矿物转化成金属的过程称为金属冶炼。

二、铁冶炼的化学原理铁在自然界中分布很广，在地壳中含量居所有金属元素的第二位，仅次于铝，约占地壳总质量的4.75%。我国铁矿石储量占世界储量的11%，辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地均有大型铁矿石产区。我国铁的冶炼最早可以追溯到殷商时期，到春秋战国时期已出现了较为成熟的炼铁技术。

我国古代炼铁我国明代著作《天工开物》五金卷中记载了我国古代炼铁的相关方法：“凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭，南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。土化成铁之后，从炉腰孔流出。”图6-3《天工开物》五金卷生铁、熟铁炼炉

以氧化铁(Fe2O3)为原料可以冶炼得到金属铁。以下通过实验来揭示炼铁的化学原理。

在图6-4所示装置的硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再用酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。在反应过程中澄清石灰水有什么变化?将得到的黑色粉末倒在白纸上观察，检验粉末能不能被磁铁吸起。尝试判断反应中生成了哪些物质。

图6-4炼铁原理示意图澄清石灰水变浑浊，说明反应中生成了二氧化碳；黑色粉末能被磁铁吸起，说明反应中生成了铁。

上述反应就是工业炼铁的主要原理，其化学方程式为：

1.上述一氧化碳与氧化铁反应的实验中，对实验操作顺序有哪些具体要求?说明理由。(1)装药品前必须检查装置气密性，防止漏气。因为氧化碳有毒，泄漏会危及人身安全。

(2)开始实验时，应先通一段时间的一氧化碳再点燃酒精喷灯加热，目的是排尽装置内的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸；实验结束时，先停止加热，待硬质玻璃管内物质冷却后再停止通氧化碳，防止硬质玻璃管中新生成的灼热的铁粉与空气中的氧气反应，且能防止澄清石灰水倒吸。

2.某钢铁公司用490万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，理论上冶炼得到的生铁中最多含铁多少万吨?解：方法一：设490万吨含氧化铁60%的赤铁矿石能炼出铁的质量为x。氧化铁的质量为490万吨×60%＝294万吨

160112294万吨x?x＝205.8万吨

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高炉是工业炼铁的主要设备。图6-5炼铁高炉

把铁矿石跟焦炭、石灰石从上方加入高炉从下方通入热空气，焦炭燃烧，生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁。通过高炉炼得的铁为生铁，仍含有少量杂质。图6-6炼铁高炉的结构

金属的治炼方法许多金属(如锰、锌、铁、镍和铅等)的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。有些金属(如钠、钾、镁和铝等)很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。例如，在一定条件下，用氧化铝制金属铝需要使用电解的方法。

通常把金属(如铁)跟氧结合生成金属氧化物(如氧化铁)的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。

1.《千里江山图》是北宋王希孟创作的绢本设色画，描绘了祖国的锦绣河山，其颜料原料为各色天然矿石。一些矿石的主要成分及颜色如下表所示。

(1)四种矿石主要成分中，属于氧化物的是_____