6.2 金属矿物与冶炼

6.2
金属矿物与冶炼
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
一、认识几种金属矿物
黄铁矿: 黄铁矿 FeS2
赤铁矿: Fe2O3 赤铁矿
菱铁矿: FeCO3 菱铁矿
黄铜矿：CuFeS2 黄铜矿：
铝土矿: 铝土矿 Al2O3 辉铜矿： 辉铜矿：Cu2S
二、钢铁是怎样炼成的？ 钢铁是怎样炼成的？
生铁 2%～4.3% 钢 0.03%～2%
碳元素含量 机械性能 机械性能硬而脆、 坚硬、韧性大、塑 无韧性、可铸不 性好、可铸、可锻、 可锻 可压延
三、冶炼金属的常用方法
1. 热还原法：在加热的条件下，利用具有还原性的物质，将金属（如铁、 在加热的条件下，利用具有还原性的物质，将金属（如铁、
铜、锌、铅、锡、钨等）从它们的化合物（如氧化物）中还原出来。 钨等）从它们的化合物（如氧化物）中还原出来。
如：Fe3O4 高温 + 4 CO === 3 Fe + 4 CO2
2. 电解法：由于钾、钠、镁、铝等金属矿物很稳定，所以要靠 由于钾、 铝等金属矿物很稳定，
电才能将它们还原出来，称为电解法。 电才能将它们还原出来，称为电解法。
通电 如：2Al2O3 === 4Al + 3O2↑
3. 直ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ加热法：极少数金属的化合物不稳定，加热就可以分解成金 极少数金属的化合物不稳定，
中国古代冶铁图
铁的冶炼
铁的冶炼
（原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气） 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气）
原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳， 原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳，把铁从矿石中还原出来
高温 3 CO ===2 Fe + 3 CO2 Fe2O3 +

黄铁矿
孔雀石
（FeS2） （Cu2(OH)2CO3）
赤铜矿 （Cu2O）
铝土矿（Al2 O3）
金属的冶炼实质是把金属从 矿石中还原出来的过程
二、炼铁的基本原理
观察活动：实验6－5
实验：一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3]
用酒精灯点燃尾气的作用是 防止CO污染空气 2CO + O2 点燃 2CO2
澄清的石灰水变浑浊。
防止空气进入玻璃管使生成的铁再次被氧化； 还防止试管中的石灰水倒流使玻璃管炸裂。
3、把尾气烧掉，防止污染空气（或将尾气 用气球收集起来）
拓展与迁移
用氧化铜代替氧化铁进行实验，结果会怎样？
现 象： 黑色粉末逐渐变成光亮的红色，澄清的石灰水
变浑浊
化学方程式：
一、
工业炼铁
1.设备：
高炉 2.原料：
铁矿石、 焦炭、 石灰石、 空气
说明生成物有：铁和二氧化碳
高温
方程式：_F_e_2O_3_＋_3_C_O__＝_2_F_e_＋_3_C_O2
一、常见的金属矿物
1.金属元素在自然界的存在形态 以单质形态存在：游离态
少数很不活泼金属如金、银、铂 元素以化合物形态存在： 化合态
绝大多数金属以化合物形态存在 于矿物中
2.常见的几种矿石混合物来自赤铁矿 （Fe2O3）
磁铁矿 （Fe3O4）
在地壳中，矿物常 与岩石混合共存在
一起，形成矿石
钛铁矿 （FeTiO3）
现象： 红色粉末变成黑色，
CO2 + Ca(OH)2
Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2
CaCO3↓+H2O
1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？

A.12个月 B.11个月 C.14个月 D.13个月
今天是星期天，小明正在学习，突然听到隔壁 传来李阿姨和他们家保姆陈阿婆的争吵声。
“阿婆，我清清楚楚记得你是3月2号来我家的， 今天是5月2号，刚好满两个月。说好每个月的工资 是600元。现在我付给你1200元，怎么会错呢？”
“可我也分明记得是二月十二 来你这儿的，那 天还是我孙子的生日。今天是三月十四，再加上今 年有闰二月，掐指算一算，我都在你家干了63天了， 超过两个月了呀，……”
立秋：秋季开始，气温逐渐下降 处暑："处"有躲藏、终止的意思，表示炎热即将过去。 白露：因夜间较凉，空气中的水气往往凝成露水 秋分：秋季的中间，昼夜平分 寒露：气温明显降低，夜间露水很凉 霜降：开始降霜 立冬：冬季开始 小雪：开始降雪 大雪：降雪较大 冬至：进入"数九"寒天，白天短，夜晚长 小寒：气候已比较寒冷 大寒：为一年中最冷的时节。
三、生铁和钢（铁的合金）
阅读课本178 页弄清楚以下几个问题
铁合金
含碳量
生铁 2% ~ 4.3%
含杂质（硫、磷 等） 多
机械性能
硬而脆
钢 0.03% ~ 2%
少 硬而韧良好的延展性和弹性
机械加工
可铸不可煅
可铸可煅
1、生铁的冶炼
石灰石的作用是使有矿 石中的脉石（如二氧化 硅）转变成炉渣而除去
工业炼铁的主要设 备是高炉
……亲爱的同学们，你们说错的到底是 李阿姨，还是陈阿婆呢？为什么？
世界历 法种类
制定依据
特点
我国历法 种类
阳历
以地球绕日 公转周期为 依据。
只顾太阳， 不顾月亮。
我国的 公历
以月相变化周
阴历 期29.53天为 只顾月亮，

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三星题提升练
11．[2021·连云港节选]在钢铁工业推进碳减排、碳捕 集的过程中，化学发挥了重要作用。
(1)“焦炭炼钢”是先将铁矿石(Fe2O3)和焦炭同时加入高 炉，鼓入热空气，充分反应后得到生铁，再将生 铁转移至炼钢炉中炼制得到钢。 ①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下， __C_O_____夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来；
Fe2O3―→Fe3O4―→FeO―→Fe，A说法正确；由题图可知， 温度必须达到 800 ℃以上氧化铁才能完全转化为铁，为确保
充分反应，实验温度必须达到800 ℃以上，B说法正确；该反
应为一氧化碳与氧化铁在800 ℃以上高温下反应生成铁和二
氧化碳，反应的化学方程式为3CO＋Fe2O3 8=0=0==℃= 2Fe＋
全国 九年级下
第六章 金 属
6.3 金属矿物与冶炼
一星题基础练
1．[2022·晋中]大自然向人类提供了丰富的金属矿物资 源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是( A ) A．赤铁矿(主要成分是Fe2O3) B．炉甘石(主要成分是ZnCO3) C．铝土矿(主要成分是Al2O3) D．赤铜矿(主要成分是Cu2O)
停止通入一氧化碳；④撤去酒精喷灯，停止加热
A．①②③④ C．②①③④
B．②①④③ D．①②④③
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全国 九年级下
8．[2021·广安]利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。 下列说法正确的是( C ) A．反应前后Fe元素的化合价由＋2价变为0价 B．充分加热，a处固体由黑色变为红棕色 C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 D．可用水吸收尾气中的CO
加热一段时间
【点拨】氧化铁中铁元素质量分数为111620×100%，四氧化三铁 中铁元素质量分数为126382×100%，氧化亚铁中铁元素质量分数 为5762×100%，根据 4.80 g×111620×100%＝4.64 g×126382×100%＝ 4.32 g×5762×100%＝3.36 g，可知，反应中含铁物质的转化：

2.写出下列矿物的主要成分的化学式. 赤铁矿__F_e_2_O_3__，磁铁矿___F_e_3_O_4___， 孔雀石___C_u_2(_O__H_)_2_C_O_3____.
3.有下列金属元素:镁、铁、钾、铝、钠，在地壳中含 量占第一位的是__铝___，占第二位的是___铁_____.
4.某炼铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石， 理论上可生产含Fe98%的生铁多少吨？
解：Fe2O3质量为5000t×76%＝3800t
设：生铁质量为x，则纯铁质量为98%·x。
Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2
160
2×56
3800 t
98%·x
160
3800 t
2×56 = 98%·x x = 2174.3 t
答：理论上可日产含铁98%的生铁2714.3吨。
课堂小结
1、本节课学习了什么内容？ 2、你有何收获？
课后作业
1.完成课本P180 6.3习题； 2.完成练习册本课时的习题。
1.向耐高温的硬质玻璃管中装入少量氧化铁粉末； 2.通入一氧化碳，等片刻后点燃尖嘴管处酒精灯； 3.用酒精喷灯对着玻璃管放氧化铁处加热； 4.当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通 一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。
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实验现象： 硬质玻璃管中红褐色物质逐渐变成黑色；试管内 的石灰水变浑浊； 说明反应生成物有：Fe和CO2
黄铁矿(FeS2) 孔雀石[Cu2(OH)2CO3] 赤铜矿(Cu2O)
铝土矿(Al2O3)
钢铁是怎样炼成的？ 思考 矿石是怎样变成金属的？
把金属矿物变成金属的过程，叫做金属 的冶炼。
炼铁的过程称之为铁的冶炼。

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磁铁矿 主要成分Fe3O4
黄铁矿 主要成分FeS2
铜的矿物
孔雀石 主要成分Cu2(OH)2CO3
赤铜矿 主要成分Cu2O
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铝的矿物
铝土矿 主要成分Al2O3
明矾石
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2.如图是“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置， 关于该实验说法正确的是（ ）
A A．充分反应后，向固体中加稀盐酸 会产生气泡 B．在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色 C．该实验的反应原理为FeO+CO === Fe+CO2 D．在实验过程中，产生的尾气可高以温直接排放到空气中
实验改进： 可将上述装置除尾气的部分，改成用气球收集，这样
收集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用
或把尾气烧 掉，防止污 染空气
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工业炼铁
炼铁厂
炼铁炉
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1.原料： 铁矿石、焦炭、石灰石、空气
生铁
①吹氧冶炼 钢
②除磷、硫
类别
含碳量/%
含杂质 （硫、磷等）
机械性能
机械加工
生铁 2~4.3
多
硬而脆 可铸不可锻
钢 0.03~2
少
硬而韧， 有弹性