沪教九年级化学题金属资源的利用和保护解读学习教案.pptx

会计学1沪教九年级化学题金属资源沪教九年级化学题金属资源(zyun)的利的利用和保护解读用和保护解读第一页，共42页。 4.知道废旧金属对环境(hunjng)的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。学习(xux)目标：2.知道一些(yxi)常见金属如铁、铝、铜等的矿物，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的计算。1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。2.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的方法。重点：1.铁的冶炼及其有关计算。第1页/共41页第二页，共42页。自然界以单质形式(xngsh)存在的金自然界以单质(dnzh)形式存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在(cnzi)外,其余都以化合物形式存在(cnzi)。金属的存在形式：单质( 少数金属，如金和银)化合物( 大多数金属，如各种铁矿石)第2页/共41页第三页，共42页。赤铁矿（主要(zhyo)成分是Fe2O3 ）菱铁矿（主要成分是FeCO3 ）图8-18 常见(chn jin)的矿石磁铁矿（主要(zhyo)成分是Fe3O4）第3页/共41页第四页，共42页。图8-18 常见(chn jin)的矿石辉铜矿（主要(zhyo)成分是Cu2S） 黄铜矿（主要(zhyo)成分是CuFeS2） 铝土矿主要成分是Al2O3 第4页/共41页第五页，共42页。 我国是世界上已知矿物种类(zhngli)比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。 大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域(ln y)。其中，提取量最大的是铁。第5页/共41页第六页，共42页。元素名称元素名称质量分数质量分数%元素名称元素名称质量分数质量分数%铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2. 74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005地壳中含量(hnling)最多的金属是Al！金属元素在地壳(dqio)中含量：第6页/共41页第七页，共42页。一、铁的冶炼(ylin)：生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二图8-19 我国古代(gdi)炼铁图第7页/共41页第八页，共42页。图8-20 上海宝山钢铁公司炼铁(lin ti)高炉第8页/共41页第九页，共42页。图8-21 为纪念1996年中国(zhn u)钢产量突破1亿吨而发行的邮票第9页/共41页第十页，共42页。现象现象分析分析原理原理尾气处理尾气处理红色(hngs)Fe2O3粉末变成黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊一氧化碳还原(hun yun)氧化铁生成铁粉(黑色)与二氧化碳1.实验室用一氧化碳(yynghutn)还原氧化铁【实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡 )用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气第10页/共41页第十一页，共42页。实验(shyn)步骤： .按下图组装仪器(yq)，并检查其气密性。把少量(sholing)研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化。一氧化碳还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行，防止一氧化碳污染空气。第11页/共41页第十二页，共42页。原料(yunlio)：铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温2.工业(gngy)炼铁：反应(fnyng)的化学方程式：CO是还原剂；Fe2O3是氧化剂原理： 焦炭在高温条件下跟CO2反应生成CO, CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。第12页/共41页第十三页，共42页。设备：炼铁(lin ti)高炉铁矿石、焦炭(jiotn)、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温CO2C 2CO 高温C + O2 CO2 高温第13页/共41页第十四页，共42页。 在实际(shj)生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。不纯物质(wzh)、纯物质(wzh)、纯度之间的关系：列比例(bl)时，一定要用纯量。3.含杂质的物质的有关计算：m(纯) = m(不纯 )纯度m(不纯) = m(纯) 纯度第14页/共41页第十五页，共42页。例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论(lln)上可炼含铁96%的生铁多少吨？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高温解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量(zhling)为1000t 80%800t。设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量(zhling)为X。160 112800t X160112=800tXX560t折合(zhh)含铁96%的生铁的质量为560t 96%583t答： 1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高温160 112800t X96%160 :112800t :（X96%） X583t第15页/共41页第十六页，共42页。设需含Fe2O3质量(zhling)分数为85%的赤铁矿石的质量(zhling)为x。解：生铁(shngti)中含纯铁：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2160 112 X 85% 2850t 高温160 112=X 85%2850tX4790t答：该3000 t生铁(shngti)中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。1.【06自贡】某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：该3000 t生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）练习：第16页/共41页第十七页，共42页。2.下图是课堂中模拟炼铁(lin ti)的实验装置。 （1）写出图中标有序号的仪器名称(mngchng) ， 。 (2)实验过程中，先要进行的是_ 。（填或）加热 通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是 。 B中反应的化学方程式是 ， B中观察到的现象是_ 。 (4)该装置的不足之处是 。铁架台试管(shgun)Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高温没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水变浑浊AB第17页/共41页第十八页，共42页。 3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致(dzh)年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au约6000年前约200年前约600年前约2500年前选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是 ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是 。铝的密度小 铝很活泼(hu po) 地壳中铝的含量高 铝的表面易生成致密的保护膜第18页/共41页第十九页，共42页。钢铁(gngti)的冶炼是人类文明的一个重要标志。右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式 ；能证明产物中有铁粉的方法是： 。 用磁铁(cti)吸(或加稀盐酸有气泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高温在组装仪器(yq)时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法 是 。此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃导管一端用水润湿后旋转插入第19页/共41页第二十页，共42页。第八单元(dnyun) 金属和金属材料课题(kt)3 金属资源的利用和保护第二(d r)课时第20页/共41页第二十一页，共42页。为什么要保护(boh)金属资源？二、金属资源(zyun)保护保护金属资源(zyun)的原因：每年大量开采(数以亿吨计)每年大量的金属被腐蚀(相当于年产量的20%40%)第21页/共41页第二十二页，共42页。1.金属(jnsh)的腐蚀和防护人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈(shn xi)而损失的钢铁约 占世界年产量的四分之一！如何(rh)防锈？第22页/共41页第二十三页，共42页。a.在干燥空气中b.浸没(jn mi)在水中c.半截浸没(jn mi)在水中铁的生锈(shn xi)过程哪种条件(tiojin)下,铁最易生锈?为什么?不生锈(有水无O2) 不生锈 (有O2无水)在水与空气的交界面最易生锈 植物油 a b c请思考：用橡皮塞塞紧管口(有水和2)第23页/共41页第二十四页，共42页。铁与空气中的氧气、水蒸气发生(fshng)化学反应。铁锈(tixi)的成分很复杂,主要成分为 Fe2O3 。铁锈（Fe2O3 XH2O）很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应(fnyng)，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应(fnyng)生成致密的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应(fnyng)，所以铝耐腐蚀。铁生锈的条件：要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；铁制品锈蚀的条件:反应物要能相互接触；生成物不会对反应起阻碍作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (缓慢氧化)第24页/共41页第二十五页，共42页。防止(fngzh)铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可)：1.保持铁制品表面(biomin)的洁净干燥。2.在铁制品表面通过(tnggu)物理或化学方法制成保护膜，如涂油、刷漆、镀铬等。3.改善金属的组成和结构，制成耐腐蚀的合金，如将铁制品制成不锈钢。第25页/共41页第二十六页，共42页。三角架：钢线(辐条(ftio)）：链条(lintio)：刷漆镀一层耐腐蚀的金属(jnsh)涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？讨论：钢圈：第26页/共41页第二十七页，共42页。 图8-25 据估计一些矿物(kungw)可供开采的年限2.金属资源(zyun)保护为什么要保护金属(jnsh)资源？矿物的储量是有限的，而且不能再生。第27页/共41页第二十八页，共42页。2、怎样保护(boh)金属资源呢?防止金属(jnsh)的腐蚀。回收(hushu)利用废旧金属。 有计划、合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿。寻找金属的代用品。例如，以塑代钢。第28页/共41页第二十九页，共42页。图8-26 金属的回收(hushu)利用回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源(nngyun)。目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利用。第29页/共41页第三十页，共42页。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ；=高温 1.把铁矿石冶炼成铁是一个(y )复杂的过程，其主要反应原理是在高温条件下CO作还原剂，夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。 2.在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质(zzh),在计算用料时和产量时,应考虑到杂质(zzh)问题。3.铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、水(或水蒸气)直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁(gngti)生锈。在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和 耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁(gngti)生锈。4. 保护金属资源的有效途径是防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、有计划、合理地开采矿物,以及寻找金属代用品等。列比例时，一定要用纯量。m(纯) = m(不纯 )纯度4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O第30页/共41页第三十一页，共42页。反馈(fnku)练习 1.在下列(xili)情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是 （） A.在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中 2.某运输用铁船，在水中行驶(xngsh)，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈第31页/共41页第三十二页，共42页。 3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作用的是（ ）在铁制品表面(biomin)镀锌 在铁制品表面(biomin)涂油脂保留铁件表面(biomin)的铁锈作保护层在铁器表面(biomin)刷油漆自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A. B.C. D.B第32页/共41页第三十三页，共42页。 4.全世界每年因生锈损失(snsh)的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：编号编号操作方法操作方法实验目的实验目的A探究铁在干燥空气中探究铁在干燥空气中的生锈情况的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油浸没铁钉，并用植物油液封液封C探究铁在有空气和水探究铁在有空气和水时的生锈情况时的生锈情况加热烘干试管，小心(xio xn)放入铁钉，塞上塞子 探究铁在有水而无空气(kngq)（氧气）时的生锈情况小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中第33页/共41页第三十四页，共42页。一周后，编号为_的试管(shgun)中的铁钉最易生锈。用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是_。C南方比北方(bifng)天气潮湿，铁更易生锈A B C铁在干燥(gnzo)空气中铁在有水而无空气（氧气）时铁在有空气和水时用植物油液封用橡皮塞塞紧管口第34页/共41页第三十五页，共42页。4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。实验数据如下表： 请你认真分析数据，回答下列问题： 哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； 计算样品中铁的质量分数； 若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要(xyo)含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？ 甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g158.7g163.7g改正：(烧杯(shobi)的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%)第35页/共41页第三十六页，共42页。解：分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的实验(shyn)生成气的质量都是0.3g(如甲为200g+9g-208.7g0.3g),即各人的实验(shyn)中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g 25.4g)124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。甲甲乙乙丙丙烧杯稀硫酸烧杯稀硫酸200g150g150g加入的铁样品加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯剩余物充分反应后，烧杯剩余物208.7g158.7g163.7g第36页/共41页第三十七页，共42页。解：乙反应生成(shn chn)氢气的质量为150g+9g-158.7g0.3g。设Fe的质量为X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H22 X 0.3g则Fe%8.4g9g 100%=93.3%计算样品中铁的质量(zhling)分数；答：样品中铁的质量(zhling)分数为93.3%。560.3g=X=8.4g2X第37页/共41页第三十八页，共42页。若生产1000 t这种纯度的铁，至少需要(xyo)含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？解：需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量(zhling)为Y。1000 t这种纯度的铁含纯铁的质量(zhling)为1000t93.3%930t。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高温160 112Y80% 930t160:112=Y80%: 930t Y=1666.1t答：生产1000 t这种纯度(chnd)的铁，至少需要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为1666.1t。第38页/共41页第三十九页，共42页。第39页/共41页第四十页，共42页。第40页/共41页第四十一页，共42页。感谢您的观看(gunkn)。第41页/共41页第四十二页，共42页。