最新人教五四制初中化学九上《9课题3 金属资源的利用和保护》PPT课件 3.ppt

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1、课题课题3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护人类生活离不开金属人类生活离不开金属金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!军事与科技也需要大量的金属军事与科技也需要大量的金属金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数元素名称 质量分数铝铁钙钠钾7.734.753.452.742.47镁锌铜银金2.000.0080.0070.000 010.000 000 5一、金属在自然界的存在方式：一、金属在自然界的存在方式：1、以单质形式存在、以单质形式存在如：金、银等少数不活泼的金属。如：金、银等少数不活泼的金属。金金银银2、以化合物形式存在、以化合物形式存在如：铁如：铁赤铁矿（主要成赤铁矿

2、（主要成分为分为Fe2O3）菱铁矿（主要菱铁矿（主要成分成分FeCO3）黄铁矿（主要黄铁矿（主要成分成分FeS2）磁铁矿（主要磁铁矿（主要成分为成分为Fe3O4）2、以化合物形式存在、以化合物形式存在如：铜如：铜辉铜矿（主要成辉铜矿（主要成分是分是Cu2S）黄铜矿（主要黄铜矿（主要是是CuFeS2）铝土矿（主要成铝土矿（主要成分是分是Al2O3）铝铝记忆：记忆：矿石矿石赤铁矿赤铁矿 黄铁矿黄铁矿 磁铁矿磁铁矿 菱铁矿菱铁矿主要成分主要成分 Fe2O3FeS2Fe3O4FeCO3矿石矿石黄铜矿黄铜矿 辉铜矿辉铜矿孔雀石孔雀石铝土矿铝土矿主要成分主要成分CuFeS2Cu2SCu2（OH）2CO3A

3、l2O3 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、数国家这一，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、锰等钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观上也占有重要志地位。储量在世界观上也占有重要志地位。大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。人类使用铁的历史可以追溯到四千人类使用铁的历史可以追溯

4、到四千五百多年以前，不过那时的铁是从太空五百多年以前，不过那时的铁是从太空掉下的陨铁（其中含铁掉下的陨铁（其中含铁90以上）。以上）。我国在商代就开始用铁，在河北、北京、我国在商代就开始用铁，在河北、北京、河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。二二、铁的冶炼铁的冶炼为纪念为纪念1996年中国钢产产量突破年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上

5、海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉 Fe2O3?Fe 1、加热氧化铁使其分解。、加热氧化铁使其分解。2、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。从成本等各方面讨论使用从成本等各方面讨论使用哪种方法、哪种试剂更合适哪种方法、哪种试剂更合适？现象：现象：一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁实验室原理实验室原理红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。浑浊。点燃尾气有蓝色火焰点燃尾气有蓝色火焰一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁方程式：方程式：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2OFe2O3+3CO

6、=2Fe+3CO2高温高温2CO+O2=2CO2点燃点燃化学方程式：化学方程式：反应原理：在高温条件下，利用炉内反应生反应原理：在高温条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳将铁从铁矿石里成的一氧化碳将铁从铁矿石里还原还原出来出来用酒精灯点燃尾气的作用是：用酒精灯点燃尾气的作用是：防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳污染空气石灰水的作用：检验生成的二氧化碳石灰水的作用：检验生成的二氧化碳实验步骤中注意点实验步骤中注意点1、实验开始时，要先通、实验开始时，要先通CO再加热，再加热，目的：将玻璃管中的空气排尽防止加热时目的：将玻璃管中的空气排尽防止加热时CO与空气混合发生爆炸；与空气混合发生爆炸；2、实验完

7、毕后，停止加热后要继续通、实验完毕后，停止加热后要继续通CO至冷至冷却。却。目的：防止高温下的生成物铁与空气接触而被目的：防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。氧化，同时还可防止石灰水倒吸。高炉炼铁图：高炉炼铁图：铁的冶炼铁的冶炼原料原料主要反应原理主要反应原理主要设备主要设备产产 品品铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气高温高温在高温下，在高温下，利用炉内反应利用炉内反应生成的一氧化碳将铁从铁生成的一氧化碳将铁从铁矿石矿石里还原出来。里还原出来。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高炉高炉生铁生铁原料中各种物质的作用是 焦炭：提供热量，产生一氧化碳

8、石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为 炉渣 铁矿石：提供铁元素炼钢的过程中可能发生的反应炼钢的过程中可能发生的反应产生还原剂产生还原剂 C+O2=CO2 CO2+C=2CO形成生铁形成生铁 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2点燃点燃高温高温高温高温在在实际生产时实际生产时,所用的原料或产物一般所用的原料或产物一般都含有杂质都含有杂质,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题应考虑到杂质问题三、有关杂质问题的计算纯物质的质量纯物质的质量=不纯物质的质量不纯物质的质量纯物质的质量分数（纯度）纯物质的质量分数（纯度）例例1：有：有300 t含碳酸钙含碳酸钙80的石灰石，理论上的石灰石

9、，理论上可以锻烧出生石灰（可以锻烧出生石灰（CaO）多少）多少t?（Ca：40 C：12 O：16）解：解：m(CaCO3)=300t80%=240t设可以锻烧出设可以锻烧出CaO的质量为的质量为xCaCO3=CaO+CO2高温高温10056240tX10056240tX=X=133.4t答答:可以生成氧化钙可以生成氧化钙133.4t解：氧化铁的质量解：氧化铁的质量=1000t80%=800t160256800txX=560t含铁含铁96%的生铁的质量的生铁的质量=560t96%=583t。例例2：用：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论的赤铁矿石，理论上可以上可以 炼出含铁炼出

10、含铁96的生铁多的生铁多t?Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温160256800tx=设理论上可以炼出铁的质量为设理论上可以炼出铁的质量为x答：可炼出生铁答：可炼出生铁583t。解：设理论上可以炼出含铁解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为x1602561000t80 x96%X=583t答：可炼出生铁答：可炼出生铁583t。例例2：用：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论的赤铁矿石，理论上可以上可以 炼出含铁炼出含铁96的生铁多的生铁多t?Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温1602561000t80 x96%=根据质量守恒定律，铁元素在反

11、应前后质量相等方法二方法二1000t80=583 t练习练习1、冶炼冶炼2000t含杂质含杂质3的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁的磁铁矿石多少吨矿石多少吨?232356X902000t(1-3%)232356X902000t(1-3%)x=2976.7t答：略。答：略。解：需要含解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为的磁铁矿石的质量为xFe3O4+4CO 3Fe+4CO2高温 本课小结 1.炼铁的主要反应原理是什么炼铁的主要反应原理是什么?分别写出用赤分别写出用赤铁矿铁矿,磁铁矿炼铁的化学反应方程式磁铁矿炼铁的化学反应方程式.在高温下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁氧在高温

12、下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁氧化物里还原出来化物里还原出来Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2 高温高温 诊断补偿，点击中考诊断补偿，点击中考一、选择题：请将唯一正确答案代量填入下列空格内1 人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（）A、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁 B、钢是很纯的铁 C、生铁是含少量碳的铁合金 D、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾2 铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁，Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，该该反应中，发生还原反应的物质是（）A、Fe2O3 B、CO C、Fe D、C

13、O23 做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（）A、用大量水边冲边洗 B、用试管刷左右、上下猛烈刷 C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲 D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗CAC作业：作业：四、金属资源保护四、金属资源保护 一方面，人类每年要向自然界索取大量的一方面，人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。另一方面，据有关资料报道，现在世界上另一方面，据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的产量的20%40%。所以，防止金属腐蚀已成为

14、科学研究和技所以，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。术领域中的重大问题。虽然人们采取了许多措施，但一年全世界因生锈而损失的铁约占世界年产量的四分之一！校园里校园里在很多的在很多的设施设施都是用都是用铁制铁制成，成，如如：但但设施普遍设施普遍受到受到腐腐蚀蚀的影的影响响。被被腐蚀腐蚀的的铁铁跟原跟原来来有有什什么么不同不同?ABC活动活动与与探究探究植物油植物油棉花和棉花和CaCl2 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。实

15、验以证明铁制品锈蚀的条件。铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究现象现象分析分析结论结论试管试管A试管试管B试管试管C生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧气接触又与氧气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与氧铁只与氧气接触气接触 在在水、氧水、氧气同时气同时存在的存在的环境中环境中铁能生铁能生锈锈四、金属资源保护四、金属资源保护1、金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护（1 1）铁制品锈蚀条件的探究）铁制品锈蚀条件的探究 在在在在水、氧气水、氧气水、氧气水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。铁锈铁锈-混合物

16、混合物(主要成分主要成分Fe2O3 xH2O)疏松多孔，会加疏松多孔，会加速铁的锈蚀速铁的锈蚀加快加快铁铁生生锈锈速率的情速率的情况况酸酸酸酸性污染物的存在性污染物的存在性污染物的存在性污染物的存在(酸雨酸雨酸雨酸雨)加快生加快生锈锈速度速度离离离离子化合物的存在子化合物的存在子化合物的存在子化合物的存在(氯化氯化氯化氯化钠钠钠钠)高溫高溫高溫高溫(加快化加快化加快化加快化学学学学反反反反应应应应速度速度速度速度)与活泼性较低与活泼性较低与活泼性较低与活泼性较低金金金金属属属属接接接接触（置换反应触（置换反应触（置换反应触（置换反应)经经经经刮擦或凹凸扭曲刮擦或凹凸扭曲刮擦或凹凸扭曲刮擦或凹凸

17、扭曲表面表面表面表面(增增增增加接加接加接加接触触触触面面面面)四、金属资源保护四、金属资源保护1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护（1）铁制品锈蚀条件的探究）铁制品锈蚀条件的探究（2 2）铁制品的防护措施）铁制品的防护措施防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理防止铁生锈的原理就是破坏铁生就是破坏铁生就是破坏铁生就是破坏铁生 锈的条件锈的条件锈的条件锈的条件 在在在在水、氧气水、氧气水、氧气水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。同时存在的环境中铁能锈蚀。铁锈的主要成分是铁锈的主要成分是铁锈的主要成分是铁锈的主要成分是FeFe2 2OO

18、3 3 xH xH2 2OO，且很，且很，且很，且很疏松疏松疏松疏松。隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝水隔绝水隔绝水隔绝水隔绝水和空气隔绝水和空气隔绝水和空气隔绝水和空气 改变内部结改变内部结改变内部结改变内部结构构构构（3 3）防锈方法）防锈方法.加上油漆、塑加上油漆、塑胶层胶层或或涂油等涂油等 .镀镀上上耐磨或耐腐蚀的耐磨或耐腐蚀的金金属属,如如镀镍、铬镀镍、铬或或锡锡等等 .通过化学反应在铁制通过化学反应在铁制品表面生成一层致密的品表面生成一层致密的氧化物薄膜氧化物薄膜(如烤蓝如烤蓝).在铁中加入其它金属在铁中加入其它金属改变其内部结构，制成改变其内部结构，制成铁合金（如不锈钢）铁合

19、金（如不锈钢）自行车支架、链条、钢自行车支架、链条、钢圈分别采用了什么圈分别采用了什么防锈措施？防锈措施？支架支架除了除了防锈还需要美观，一般用喷漆的方法。防锈还需要美观，一般用喷漆的方法。链条链条最易磨损，常常涂上润滑油的方法来最易磨损，常常涂上润滑油的方法来防锈。防锈。钢圈钢圈要求美观耐磨，常镀上耐磨的金属铬。要求美观耐磨，常镀上耐磨的金属铬。矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后

20、新探明的矿物储量、一些供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。国家的金属储备量和金属的回收利用等）。四、金属资源保护四、金属资源保护据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜饮料罐要便宜20%20%，而且还可节约金属资源和，而且还可节约金属资源和95%95%的能源。的能源。1t1t废钢铁回炉冶炼可炼成近废钢铁回炉冶炼可炼成近1t1t的钢，的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约跟用铁矿石冶炼比，能节约11t11t煤和铁矿石，减少煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒污染空气的悬浮微粒11kg11kg。目前世界

21、上已有。目前世界上已有50%50%以上的铁的以上的铁的90%90%以上的金得到了回收利用。以上的金得到了回收利用。你知道吗？你知道吗？讨讨 论论废弃金属的回收有什么意义？废弃金属的回收有什么意义？v 可可可可节约金属资源节约金属资源节约金属资源节约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可弃金属并再利用可弃金属并再利用可弃金属并再利用可节约能源节约能源节约能源节约能源v 降低降低降低降低金属制品的金属制品的金属制品的金属制品的生产成本生产成本生产成本生产成本，可方便人们，可

22、方便人们，可方便人们，可方便人们得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品v 可可可可减少减少减少减少金属对金属对金属对金属对环境的污染环境的污染环境的污染环境的污染四、金属资源保护四、金属资源保护2 2、金属资源保护、金属资源保护 怎样保护金属资源？怎样保护金属资源？（1 1）防止金属腐蚀）防止金属腐蚀 （2 2）回收和利用废旧金属）回收和利用废旧金属 （3 3）计划、合理开采矿物）计划、合理开采矿物 （4 4）寻找金属的代用品）寻找金属的代用品通过学习你有什通过学习你有什么么收获？收获？?小结小结铁生锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空铁生

23、锈的主要条件是与空铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接气和水（或水蒸气）直接接触。接触。接触。接触。破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。止铁生锈。止铁生锈。止铁生锈。防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：防止铁生锈的方法为：保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁保持铁制品表面干燥和洁净净净净 在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、油、镀铬、油、镀铬、油、镀铬、“烤蓝烤蓝烤蓝

24、烤蓝”等等等等制成合金钢制成合金钢制成合金钢制成合金钢保护金属资源的有效保护金属资源的有效保护金属资源的有效保护金属资源的有效途径是：途径是：途径是：途径是：防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀防止金属腐蚀回收利用废旧金属回收利用废旧金属回收利用废旧金属回收利用废旧金属合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物合理有效的开采矿物寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品寻找金属的代用品物尽其用物尽其用物尽其用物尽其用1、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（、在下列情况下，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、在潮湿、致密的土壤中 B、在干燥、致

25、密的土壤中、在干燥、致密的土壤中 C、在潮湿、疏松的土壤中、在潮湿、疏松的土壤中 D、在干燥、疏松的土壤中、在干燥、疏松的土壤中 2、下列物品需采用防锈措施的是（、下列物品需采用防锈措施的是（）A铁制防盗网铁制防盗网 B不锈钢菜刀不锈钢菜刀 C铝合金窗铝合金窗 D、金戒指、金戒指3、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈作用的是能起防锈作用的是 （）在铁制品表面镀锌。在铁制品表面镀锌。在铁制品表面涂油脂。在铁制品表面涂油脂。保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁制品表面刷油漆在铁制品表面刷油漆自行车脏了用清水洗自

26、行车脏了用清水洗用废酸液冲洗铁制污水管道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。切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干。A、B、C、D、诊断补偿，点击中考诊断补偿，点击中考CAB课堂评价练习课堂评价练习 下列家庭生活垃圾：下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸废旧书刊报纸 废废电池电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料易拉罐饮料瓶瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩变质剩饭菜饭菜 瓜皮果壳瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，其中废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利可回收利用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。用与保护金属资源的相关联的是。二、填空题二、填空题 近代伟大的科学家爱因斯坦在谈成功的秘决时，写下了一个公式：，他解释道：代表成功，代表艰苦的劳动，代表正确的方法，代表少说空话。老师赠言老师赠言：课间活动请同学们注意安全课间活动请同学们注意安全安全小贴士