版九年級化學(xué)上冊 第二節(jié) 鐵的冶煉 合金同步授課課件 滬教版

鐵元素在自然界中分布很廣，在地殼中含量位居金鐵元素在自然界中分布很廣，在地殼中含量位居金 屬元素的屬元素的第二位第二位，僅次于鋁，約占地殼總質(zhì)量的，僅次于鋁，約占地殼總質(zhì)量的4.75%4.75%。 我國大型鐵礦有：遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花我國大型鐵礦有：遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花 使金屬礦物變成金屬的過程，叫做使金屬礦物變成金屬的過程，叫做金屬的冶煉金屬的冶煉。一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉二、生鐵和鋼二、生鐵和鋼三、合金三、合金進(jìn)行課本進(jìn)行課本119119頁的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中注意安全頁的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中注意安全（一氧化碳有毒），注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。（一氧化碳有毒），注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。探探 究究 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)紅棕色紅棕色固體粉末固體粉末否否FeFe2 2O O3 3實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟: :1.1.反應(yīng)前先檢反應(yīng)前先檢查查裝置的裝置的2.2.裝裝入藥品，連接好裝置入藥品，連接好裝置3.3.先制先制COCO氣體，然后氣體，然后驗(yàn)純驗(yàn)純，若已純，若已純，通通COCO氣氣體一會(huì)兒體一會(huì)兒, ,再再用酒精燈對著氧化鐵用酒精燈對著氧化鐵加熱加熱。尾氣的處理：。尾氣的處理： 方法一：；方法二：方法一：；方法二：_ _ _， 方法三：方法三： ，目的：，目的：_ _ _。4.4.觀察氧化鐵的顏色變化和石灰水的變化觀察氧化鐵的顏色變化和石灰水的變化5.5.反應(yīng)結(jié)束，先反應(yīng)結(jié)束，先撤撤氧化鐵處酒精氧化鐵處酒精燈燈，稍稍，稍稍冷卻后停止通冷卻后停止通COCO氣氣體體6.6.待冷卻后取出產(chǎn)物，用磁鐵吸引，看能否被吸起，判斷待冷卻后取出產(chǎn)物，用磁鐵吸引，看能否被吸起，判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)。反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)。氣密性氣密性點(diǎn)燃點(diǎn)燃用氣球收集用氣球收集防止污染空氣防止污染空氣再利用再利用演演 示示 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)后觀察實(shí)驗(yàn)后觀察顏色：顏色：_狀態(tài)：狀態(tài)：_ 能否被磁鐵吸起？能否被磁鐵吸起？產(chǎn)物產(chǎn)物黑色黑色固體粉末固體粉末能能結(jié)論：結(jié)論：產(chǎn)物中有產(chǎn)物中有鐵鐵生成生成1.1.組裝組裝查查密密2.2.裝入藥品裝入藥品3.3.驗(yàn)純驗(yàn)純通氣通氣4.4.點(diǎn)燈點(diǎn)燈除尾除尾5.5.排空排空點(diǎn)燈點(diǎn)燈6.6.熄燈通氣熄燈通氣7.7.冷卻冷卻停氣停氣以防以防COCO泄露，污染大氣泄露，污染大氣以防以防COCO不純，加熱時(shí)發(fā)生爆炸不純，加熱時(shí)發(fā)生爆炸排盡裝置中的空氣，以防加排盡裝置中的空氣，以防加熱時(shí)發(fā)生爆炸熱時(shí)發(fā)生爆炸以防空氣進(jìn)入與灼熱的鐵反應(yīng)，將以防空氣進(jìn)入與灼熱的鐵反應(yīng)，將其重新氧化其重新氧化以防未反應(yīng)的以防未反應(yīng)的COCO污染大氣污染大氣實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟: : 鐵冶煉的化學(xué)原理鐵冶煉的化學(xué)原理一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)基本反應(yīng)原理：基本反應(yīng)原理：FeFe2 2O O3 3 + +CO CO Fe+Fe+COCO2 2高溫高溫FeFe2 2O O3 3FeFe3 32 23 31 1現(xiàn)象：現(xiàn)象：硬質(zhì)玻管中粉末由紅變黑；硬質(zhì)玻管中粉末由紅變黑；試管中澄清石灰水變渾；試管中澄清石灰水變渾；尾氣可燃，火焰呈藍(lán)色。尾氣可燃，火焰呈藍(lán)色。工業(yè)煉鐵工業(yè)煉鐵上述反應(yīng)原理也用于工業(yè)煉鐵上述反應(yīng)原理也用于工業(yè)煉鐵: :原料：原料：主要反應(yīng)主要反應(yīng): :高爐高爐 鐵礦石、焦炭、熱空氣、石灰石鐵礦石、焦炭、熱空氣、石灰石工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備：工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備：燃燒放熱；燃燒放熱；生成還原氣生成還原氣COCO。造渣除雜造渣除雜FeFe2 2O O3 3+3CO +3CO 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2高溫高溫FeFe3 3O O4 4 + +CO CO Fe+Fe+COCO2 2高溫高溫4 43 34 41 1煉煉 鐵鐵 高高 爐爐 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)生生產(chǎn)產(chǎn)流流程程動(dòng)動(dòng)畫畫煉煉 鐵鐵 工工 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 備備 圖圖 煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要“有害元素有害元素”少，下列鐵礦石你認(rèn)為不適宜煉鐵的是：少，下列鐵礦石你認(rèn)為不適宜煉鐵的是： （ ） A.A.磁鐵礦（磁鐵礦（FeFe3 3O O4 4）72.4%72.4% B. B.赤鐵礦（赤鐵礦（FeFe2 2O O3 3）70%70% C. C.菱鐵礦（菱鐵礦（FeCOFeCO3 3）48.3%48.3% D. D.黃鐵礦（黃鐵礦（FeSFeS2 2）46.7%46.7%D D思考題：思考題： 把金屬礦物與焦炭或氫氣、一氧化碳等物質(zhì)一起把金屬礦物與焦炭或氫氣、一氧化碳等物質(zhì)一起加熱反應(yīng)。冶煉加熱反應(yīng)。冶煉錳錳、鋅鋅、鐵鐵、鎳鎳、鉛鉛等都是這種方法。等都是這種方法。舉例：舉例：第一種方法第一種方法: :高爐煉鐵高爐煉鐵金屬的常用冶煉方法金屬的常用冶煉方法高溫高溫高溫高溫高溫高溫 電解法電解法 冶煉冶煉鈉鈉、鉀鉀、鎂鎂、鋁鋁等是這種方法。等是這種方法。 舉例：舉例：2Al2Al2 2O O3 3 4Al + 3O4Al + 3O2 2通電通電第二種方法第二種方法: :濕法冶金（金屬）濕法冶金（金屬） 用活潑金屬將一些不太活潑的金屬從其鹽溶液中用活潑金屬將一些不太活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。適于處理金屬含量較低和組分比較復(fù)雜的置換出來。適于處理金屬含量較低和組分比較復(fù)雜的原料，如有色金屬和稀有金屬。原料，如有色金屬和稀有金屬。舉例：舉例：Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu第三種方法第三種方法: : （即物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)稱為（即物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)稱為氧化氧化。物質(zhì)失去氧。物質(zhì)失去氧的過程稱為的過程稱為還原還原。同理：物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)叫氧化。同理：物質(zhì)跟氧結(jié)合的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)，這種物質(zhì)叫反應(yīng)，這種物質(zhì)叫還原劑還原劑。物質(zhì)失去氧的反應(yīng)叫還原。物質(zhì)失去氧的反應(yīng)叫還原反應(yīng)，這種物質(zhì)叫反應(yīng)，這種物質(zhì)叫氧化劑氧化劑。）。） 通常把金屬（如鐵）跟氧結(jié)合生成金屬氧化物（如通常把金屬（如鐵）跟氧結(jié)合生成金屬氧化物（如氧化鐵）的過程稱為氧化鐵）的過程稱為金屬的氧化金屬的氧化。金屬氧化物跟焦炭、。金屬氧化物跟焦炭、氫氣、一氧化碳等物質(zhì)反應(yīng)，失去氧轉(zhuǎn)化為金屬的過氫氣、一氧化碳等物質(zhì)反應(yīng)，失去氧轉(zhuǎn)化為金屬的過程，稱為程，稱為金屬氧化物的還原金屬氧化物的還原。如在反應(yīng)如在反應(yīng)3CO3COFeFe2 2O O3 3 2Fe2Fe3CO3CO2 2中，中，F(xiàn)eFe2 2O O3 3失去氧的失去氧的過程，稱為過程，稱為FeFe2 2O O3 3被還原。被還原。FeFe2 2O O3 3發(fā)生的反應(yīng)就叫還原反應(yīng)。發(fā)生的反應(yīng)就叫還原反應(yīng)。FeFe2 2O O3 3是氧化劑，是氧化劑，COCO跟氧結(jié)合被氧化，是還原劑。跟氧結(jié)合被氧化，是還原劑。隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)1 1、工業(yè)上以赤鐵礦（、工業(yè)上以赤鐵礦（FeFe2 2O O3 3）為原料冶煉鐵。某鋼鐵廠）為原料冶煉鐵。某鋼鐵廠冶煉冶煉896Kg896Kg鐵，需要含鐵，需要含F(xiàn)eFe2 2O O3 364%64%的赤鐵礦多少的赤鐵礦多少KgKg？2 2、2.8gCO2.8gCO在高溫下跟在高溫下跟5.8g5.8g某種鐵的氧化物完全反應(yīng)，某種鐵的氧化物完全反應(yīng)，這種氧化物是（這種氧化物是（ ） A A、FeOFeO B B、FeFe2 2O O3 3 C C、FeFe3 3O O4 4C C 3 3、寫出四氧化三鐵分別與焦炭、氫氣、一氧化碳在、寫出四氧化三鐵分別與焦炭、氫氣、一氧化碳在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式。高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式。 4 4、如圖是用一氧化碳、如圖是用一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置，還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置，回答下列問題：回答下列問題：（1 1）有下列實(shí)驗(yàn)步驟：）有下列實(shí)驗(yàn)步驟： 加熱；加熱；通入一氧化碳。請用上述實(shí)驗(yàn)步驟的標(biāo)號(hào)填通入一氧化碳。請用上述實(shí)驗(yàn)步驟的標(biāo)號(hào)填空，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先空，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先_，然后，然后_。（2 2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，A A裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象為裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象為_ _ _，說明有，說明有_ _ _生成，生成，B B裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象為象為_，說明有，說明有_生成。生成。粉末由黑變紅粉末由黑變紅石灰水變渾石灰水變渾（3 3）裝置）裝置A A中的反應(yīng)化學(xué)方程式為中的反應(yīng)化學(xué)方程式為_，裝置裝置B B中的反應(yīng)化學(xué)方程式為中的反應(yīng)化學(xué)方程式為_，裝置裝置C C中的目的是中的目的是_。（4 4）反應(yīng)結(jié)束，應(yīng)先）反應(yīng)結(jié)束，應(yīng)先_，待冷卻后，待冷卻后_。CO+CuOCO+CuO = Cu+CO = Cu+CO2 2COCO2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O O除尾氣，防污染除尾氣，防污染停止加熱停止加熱停止通氣停止通氣生鐵生鐵鋼鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)其他元素其他元素機(jī)械性能機(jī)械性能機(jī)械加工機(jī)械加工用途用途2%2%4.3%4.3%0.03%0.03%2%2% 較多硅、錳，較多硅、錳，少量硫、磷少量硫、磷少量硅、錳，少量硅、錳，幾乎不含硫、磷幾乎不含硫、磷硬而脆硬而脆硬而韌，延展性好硬而韌，延展性好可鑄，不可鍛可鑄，不可鍛可鑄、可鍛、可鑄、可鍛、可壓延可壓延制造機(jī)械、交通制造機(jī)械、交通工具、武器等工具、武器等制鐵鍋、暖氣片機(jī)制鐵鍋、暖氣片機(jī)床底座等床底座等生鐵和鋼的比較生鐵和鋼的比較 以生鐵為原料，利用氧氣或鐵的氧化物將一部分以生鐵為原料，利用氧氣或鐵的氧化物將一部分碳等雜質(zhì)變?yōu)闅怏w或爐渣而除去的過程。碳等雜質(zhì)變?yōu)闅怏w或爐渣而除去的過程。 目的：目的： 降碳、調(diào)硅錳、除硫磷。降碳、調(diào)硅錳、除硫磷。 原理：原理：工業(yè)煉鋼工業(yè)煉鋼定定 義：義：合金合金是由一種金屬跟其他金屬（或非金屬）是由一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的有熔合形成的有金屬特性金屬特性的物質(zhì)。的物質(zhì)。合金是混合物合金是混合物，不是純凈物喲！不是純凈物喲！有金屬光澤、硬度、有金屬光澤、硬度、延展性延展性 人類歷史上使用最早的青銅是由銅、錫等元素形人類歷史上使用最早的青銅是由銅、錫等元素形成的合金。世界上最常見、應(yīng)用很廣的鋼是由鐵、碳成的合金。世界上最常見、應(yīng)用很廣的鋼是由鐵、碳等元素形成的合金。等元素形成的合金。 通常所說的通常所說的“金屬材料金屬材料”，既包括各種，既包括各種純金屬純金屬，也包括各種也包括各種合金合金。合金具有許多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。合金具有許多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。 合金的合金的硬度硬度一般比各成分金屬的硬度要一般比各成分金屬的硬度要大大； 多數(shù)合金的多數(shù)合金的熔點(diǎn)熔點(diǎn)低于低于組成它的成分金屬。組成它的成分金屬。合金的性能一般由組成它的成分元素的種類合金的性能一般由組成它的成分元素的種類和數(shù)量決定。和數(shù)量決定。銅銅 合合 金金鈦鈦 合合 金金 合合 金金 鋼鋼 鉑鉑 銥銥 合合 金金不不 銹銹 鋼鋼高高 溫溫 合合 金金 名稱名稱主要組成主要組成元素元素特性特性用途用途黃銅黃銅銅、鋅銅、鋅堅(jiān)硬、耐腐蝕堅(jiān)硬、耐腐蝕制造機(jī)械零件、電器零件等制造機(jī)械零件、電器零件等青銅青銅銅、錫銅、錫耐腐蝕，易鑄造成耐腐蝕，易鑄造成形形制造形狀復(fù)雜的鑄件、精致的工制造形狀復(fù)雜的鑄件、精致的工藝品、塑像等藝品、塑像等硬鋁硬鋁鋁、銅、鋁、銅、鎂、錳鎂、錳質(zhì)輕而堅(jiān)硬質(zhì)輕而堅(jiān)硬制造飛機(jī)、汽車、作建筑材料等制造飛機(jī)、汽車、作建筑材料等焊錫焊錫錫、鉛錫、鉛熔點(diǎn)低、能粘接金熔點(diǎn)低、能粘接金屬屬焊接電子元件、金屬片等焊接電子元件、金屬片等不銹不銹鋼鋼鐵、鉻、鐵、鉻、鎳鎳耐腐蝕耐腐蝕制醫(yī)療器械、化工設(shè)備、日用品制醫(yī)療器械、化工設(shè)備、日用品等等碳素碳素鋼鋼鐵、碳鐵、碳堅(jiān)硬堅(jiān)硬作建筑材料、制造機(jī)器零件、鐵作建筑材料、制造機(jī)器零件、鐵軌、船舶、橋梁等軌、船舶、橋梁等武德武德合金合金鉍、鉛、鉍、鉛、錫、鎘錫、鎘熔點(diǎn)低熔點(diǎn)低制電路保險(xiǎn)絲、自動(dòng)滅火和防爆制電路保險(xiǎn)絲、自動(dòng)滅火和防爆安全裝置等安全裝置等隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)1 1、判斷下列說法是否正確？、判斷下列說法是否正確？合金也是金屬材料。合金也是金屬材料。 （ ）合金沒有金屬光澤。合金沒有金屬光澤。 （ ）合金不能導(dǎo)電、傳熱。合金不能導(dǎo)電、傳熱。 （ ）合金沒有延展性。合金沒有延展性。 （ ）合金的許多物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)合金的許多物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì) 和機(jī)械性能都比純金屬好。和機(jī)械性能都比純金屬好。 （ ）2 2、目前，市場上有一些不法分子利用黃銅（金黃色的銅、目前，市場上有一些不法分子利用黃銅（金黃色的銅、鋅合金）制成假黃金首飾欺騙消費(fèi)者。鋅合金）制成假黃金首飾欺騙消費(fèi)者。下列方法中不能區(qū)別其真?zhèn)蔚氖窍铝蟹椒ㄖ胁荒軈^(qū)別其真?zhèn)蔚氖? (密度：金密度：金19.3g/cm19.3g/cm3 3銅銅8.9g/cm8.9g/cm3 3 鋅鋅7.4g/cm7.4g/cm3 3)( )( ) A A 觀察其外表觀察其外表 B B 放入稀硫酸放入稀硫酸 C C 測定其密度測定其密度A A你能否想出其他的辨別方法？你能否想出其他的辨別方法？放在火上灼燒放在火上灼燒真金不怕火煉；真金不怕火煉；放入硫酸銅溶液中放入硫酸銅溶液中使溶液褪色的是假金。使溶液褪色的是假金。1 1、鋼鐵冶煉的定義、原理、結(jié)構(gòu)；、鋼鐵冶煉的定義、原理、結(jié)構(gòu)；2 2、鋼鐵的種類和用途；、鋼鐵的種類和用途；3 3、幾種常見的合金。、幾種常見的合金。