九年级化学下册第八单元课题3金属资源的利用和保护.ppt

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1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护4.知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。金属等金属资源保护的重要性。学习目标：学习目标：2.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。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。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。了解金属

2、锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生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。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。了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。重点：重点：图图8-16 8-16 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金图图8-17 8-17 自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外在外,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。金属的存在形式：金属的存在形式：单质单质(

3、少数，如金和银少数，如金和银)化合物化合物(大多数，如各种铁矿石大多数，如各种铁矿石)赤铁矿（赤铁矿（主要成分是主要成分是Fe2O3）菱铁矿（主要成分是菱铁矿（主要成分是FeCO3）图图8-18常见的矿石常见的矿石硫铁矿硫铁矿(主要成分是主要成分是FeS2)磁铁矿（磁铁矿（主要成分是主要成分是Fe3O4）图图8-18常见的矿石常见的矿石辉铜矿（主要成分是辉铜矿（主要成分是Cu2S）黄铜矿（主要成分是黄铜矿（主要成分是CuFeS2）铝土矿铝土矿主要成分是主要成分是Al2O3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

4、.45铜铜0.007钠钠2.74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005地壳中含量最多的金属是地壳中含量最多的金属是AlAl！金属元素在地壳中含量：金属元素在地壳中含量：现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色粉末逐渐变黑，澄清的石灰水变浑浊红色粉末逐渐变黑，澄清的石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉与二氧化碳一氧化碳还原氧化铁生成铁粉与二氧化碳1.1.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气【实验实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温证明产物中有铁粉的方法是：证

5、明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡)前面我们学过哪些方法能炼铁？前面我们学过哪些方法能炼铁？Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温反应顺序：反应顺序：CO早出晚归早出晚归 酒精喷灯迟到早退酒精喷灯迟到早退反应现象：反应现象：红色的粉末逐渐变黑，澄清石灰红色的粉末逐渐变黑，澄清石灰水变浑浊，剩余气体能点燃。水变浑浊，剩余气体能点燃。实验步骤：实验步骤：。先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混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合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集或用气球收集)，防止一，防

6、止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯。氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯。当红棕色粉末已转变成黑色后，当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一会停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止铁被氧化。儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止铁被氧化。一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁必须在必须在封闭封闭的硬质玻的硬质玻管中进行，管中进行，防止一氧防止一氧化碳污染空气化碳污染空气。原料：铁矿石、焦炭、石灰石原料：铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温2.2.工业炼铁：工业炼铁：反应的化学方程式：反应的化学方程式：CO是还原剂；是还原剂；Fe2O3是氧化剂

7、是氧化剂原理：原理：焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO,CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。的铁还原出来。设备：炼铁高炉设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2C2CO 高温高温C+O2CO2点燃点燃在在实际生产时实际生产时,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时,应考虑到杂质应考虑到杂质问题。问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。列比例

8、时，一定要用纯量。3.含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度 含杂质的化学方程式的计算含杂质的化学方程式的计算例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石的赤铁矿石 炼铁，理论上可以炼出含铁炼铁，理论上可以炼出含铁96%的的 生铁多少吨？生铁多少吨？解：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%=800t80%=800t解：设解：设800t氧化铁可炼出铁的质量为氧化铁可炼出铁的质量为x Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温16011280

9、0tx160112=800txx=800t112112160 x=560t答：答：800t氧化铁可炼出铁的质量为氧化铁可炼出铁的质量为560t则可炼含则可炼含96%的铁：的铁：560t96%=583t为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？二、金属资源保护二、金属资源保护保护金属资源的原因：保护金属资源的原因：每年大量开采每年大量开采(数以亿吨计数以亿吨计)每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相相当于年产量的当于年产量的20%40%)P181.1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护 人们采取了许多措施，但每人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁年全世界因生锈而损失的钢铁约约

10、 占世界年产量的占世界年产量的四分之一！四分之一！如何防锈？如何防锈？a.在干燥空气中在干燥空气中b.浸没在水中浸没在水中c.半截浸没在水中半截浸没在水中铁的生锈过程铁的生锈过程哪种条件下哪种条件下,铁最铁最易生锈易生锈?为什么为什么?不生锈不生锈(有水无有水无O2)不生锈不生锈 (有有OO2无水无水)在水与空气的交界面最易生锈在水与空气的交界面最易生锈 植物油植物油 abc请思考：请思考：用橡皮塞用橡皮塞塞紧管口塞紧管口(有水和有水和2)铁与空气中的铁与空气中的氧气、水蒸气氧气、水蒸气发生化学反应。发生化学反应。铁锈的成份很复杂铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁主要为氧化铁Fe2O3XH2O。(

11、Fe2O3XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。锈，使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应生成致密而铝不同，铝与氧气反应生成致密的的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀。与氧气反应，所以铝耐腐蚀。)铁生锈的条件：铁生锈的条件：要有能够发生反应的物质要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件:反应物要能相互接触；反应物要

12、能相互接触；生成物不会对反应起阻碍作用生成物不会对反应起阻碍作用。缓慢氧化缓慢氧化防止铁生锈的方法防止铁生锈的方法(破坏破坏铁生锈的条件即可铁生锈的条件即可)：P20表表1.保持铁制品表面的洁净和干燥。保持铁制品表面的洁净和干燥。2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上耐腐蚀的耐腐蚀的金属、烤蓝（金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁），使铁制品与空气隔绝。制品与空气隔绝。3.制成耐腐蚀的合金，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。点镍和铬而制成的合金。三角架：三角架：钢

13、线钢线(辐条）：辐条）：链条：链条：刷漆刷漆镀一层耐腐蚀的金属镀一层耐腐蚀的金属涂油等涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！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？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：图图8-25据估计一些矿物可供开采的年限据估计一些矿物可供开采的年限2.2.金属资源保护金属资源保护为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？矿物的储量是有限的，而且不能再生。矿物的储量是有限的，而且不能再生。2 2、怎样保护金属资源呢、怎样保护金属资源呢?防止金属的腐蚀。防止金属的腐蚀。回收利用废旧金属回收利用废旧金属 合理有效地开采矿物。合理有效地开采

14、矿物。寻找金属的代用品。寻找金属的代用品。反馈练习反馈练习1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是是（）（）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.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分水面上的船头部分B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分C.水面下的船底部分水面下的船底部分D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈3.日常生活中

15、的一些铁制品经常会被锈蚀。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（下列做法中不能起防锈作用的是（）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器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了用清水冲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.B3CO+Fe2O32Fe+3CO2；=高温高温1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温条

16、件下在高温条件下CO作还原剂，夺取作还原剂，夺取铁矿石里的氧，铁矿石里的氧，将铁还原出来。将铁还原出来。2.在实际生产时在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算在计算用料时和产量时用料时和产量时,应考虑到杂质问题。应考虑到杂质问题。3.铁生锈的条件是铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、水铁与空气中的氧气、水(或水蒸气或水蒸气)直接接直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。在在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的

17、合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。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、合理有效地地开采矿物旧金属、合理有效地地开采矿物,以及寻找金属代用品等。以及寻找金属代用品等。列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3XH2O本单元小结：本单元小结：一、金属和金属材料一、金属和金属材料金属与非金属物理性质的比较：金属与非金属物理性质的比较：物理性质物理性质金属金属非金属非金属状态状态在常温下，除汞在常温下，除汞(Hg

18、)是液体外，其余是液体外，其余都是固体都是固体在常温下，有在常温下，有固、液、气三态固、液、气三态密度密度一般较大一般较大一般较小一般较小光泽光泽有有一般无一般无导电性导电性导热性导热性能导电、导热能导电、导热一般不导电、不一般不导电、不导热导热延展性延展性有有没有没有2.金属材料包括金属材料包括纯金属和合金纯金属和合金。把两种或两种以上。把两种或两种以上的金属熔合的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金性的合金。由于。由于合金的很多性能一般比合金的很多性能一般比组成它们的纯金属组成它们的纯金属更好，

19、因更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。此，在实际中大量使用的金属材料是合金。二、金属的化学性质二、金属的化学性质1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应的难易和剧烈程度不同。的难易和剧烈程度不同。)以以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。稀硫酸反应的化学方程式。，。Fe+H2SO4FeSO4+H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H23Fe+2O2Fe3O4点燃点燃4Al+3O22Al2O3点燃点燃2Cu+O22CuO Cu+H2SO4不反应不反应2.由一种单质由一种单质和

20、一种和一种化合物反应，生成另一种单质化合物反应，生成另一种单质和另一种和另一种化合物的反应叫做置换反应。例如化合物的反应叫做置换反应。例如如果用如果用A+BC来表示化合反应的话，请用相似来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。的方法来表示分解反应和置换反应。置换反应：置换反应：A+BCB+AC分解反应：分解反应：ABA+B，。Zn+H2SO4ZnSO4+H2Fe+CuSO4FeSO4+Cu3.常见金属活动性顺序如下：常见金属活动性顺序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性，由强逐渐减弱金属活动性，由强逐渐减弱举例说明金属活动性顺序可以给

21、你哪些判断的依据：举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：。只有排在只有排在H前面的才能置换酸中的氢。前面的才能置换酸中的氢。只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来。的化合物的溶液中置换出来。(KCaNa特殊、反应复杂特殊、反应复杂)三、金属资源保护三、金属资源保护3CO+Fe2O32Fe+3CO2；=高温高温1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：在实际生产时在实际生产时,还会遇到有关杂质的计算问题。还会遇到有关杂质的计算问题。2.铁锈蚀的主要条件以及铁锈蚀的主要条件以及防止铁防止

22、铁锈蚀的主要措施是：锈蚀的主要措施是：铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和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，就能防止钢铁生锈。生锈。防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物矿物,以及寻找金属代用品等。以及寻找金属代用品等。4.保护金属资源的有效途径是：保护金属资源的有效途径是：列比例时

23、，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。（1）写出图中标有序号的仪器名称）写出图中标有序号的仪器名称，。(2)实验过程中，先要进行的是实验过程中，先要进行的是_。（填。（填或或）加热加热通一氧化碳通一氧化碳(3)A中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是。B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是，B中观察到的现象是中观察到的现象是_。(4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是。铁架台铁架台试管试管Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温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）没

24、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澄清的石灰水变浑浊3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素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、利用的大致年限。被人类大规模开发、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu约约6000年前年前约约200年前年前约约600年前年前约约2500年前年前选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是选择编号填空：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；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要主要原因是

25、原因是。铝的密度小铝的密度小铝很活泼铝很活泼地壳中铝的含量高地壳中铝的含量高铝的表面易生成致密的保护膜铝的表面易生成致密的保护膜钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。钢铁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方程式；能证明产物；能证明产物中有铁粉的方法是：中有铁粉的方法是：。用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡)3CO+Fe2O32Fe+3CO2=高温高温在组装仪器时，把玻璃管插入在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法橡胶管的操作方法是是。此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法：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导管一端用水润湿后旋转插入