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、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(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)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 孔雀石孔雀石 C
2、u2(OH)2CO3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)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)赤铜矿赤铜矿 Cu2O罕见的铜矿石罕见的铜矿石毛赤铜矿(Cu2O)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:一、铁的冶炼:一、铁
3、的冶炼:生熟炼铁炉一生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二生熟炼铁炉二 图图8-19我国古代炼铁图我国古代炼铁图图图8-20上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉图图8-21为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色的红色的Fe2O3变成灰黑色,同时产生变成灰黑色,同时产生的气体的气体使澄清的使澄清的石灰水变浑浊石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色灰黑色)与二氧化碳与二氧化碳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
4、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)实验步骤:实验步骤:.按下图组装仪器,按下图组装仪器,并检查其气密性。并检查其气密性。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把少量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,把硬质玻璃管接入装置系统中,先通入一氧化碳气体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处的酒精灯(或用气球
5、收集或用气球收集),防止一氧化碳污染空气。待排尽,防止一氧化碳污染空气。待排尽后,点燃酒精喷灯,后,点燃酒精喷灯,并观察装置中所发生的变化。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,当红棕色粉末已转变成黑色后,停止加热,再通入一停止加热,再通入一会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却,防止会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却,防止Fe被氧化。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。(1)、原料:)、原料:黄铁矿黄铁矿FeS2赤铁矿赤铁矿Fe2O3菱铁矿菱铁矿FeCO3磁铁矿磁铁矿Fe3O4(2)、原
6、理:)、原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气(3 3 3 3)、设备:高炉)、设备:高炉)、设备:高炉)、设备:高炉化学方程式:化学方程式:70%70%48.27%48.27%46.67%46.67%72.41%72.41%含铁量含铁量含铁量含铁量2.2.工业炼铁:工业炼铁:炼铁高炉炼铁高炉铁矿石、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+O2CO
7、2点燃点燃炼铁时各物质的作用:炼铁时各物质的作用:石灰石:把杂质转化为炉渣石灰石:把杂质转化为炉渣焦炭:焦炭:燃烧放热提高炉温,并将生成的燃烧放热提高炉温,并将生成的CO2还原为具有还原性的还原为具有还原性的CO,因此在炼铁高,因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是炉中起主要作用的还原剂是CO,优点是,优点是气体还原剂具有流动性,能与矿石充分接气体还原剂具有流动性,能与矿石充分接触,使反应更彻底。触,使反应更彻底。炼钢和炼铁的比较炼钢和炼铁的比较生铁冶炼生铁冶炼炼钢炼钢原料原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石铁矿石、焦炭、空气、石灰石 生铁、废钢生铁、废钢原理原理在高温下,用一氧化碳从铁的在高温下,用
8、一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。氧化物中将铁还原出来。FeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2 2 2用氧气或铁的氧化用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余物除去生铁中多余的碳元素的碳元素主要主要设备设备高炉高炉转炉、平炉、电炉转炉、平炉、电炉产品产品生铁生铁钢钢高温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
9、质、纯度之间的关系:列比例时,一定要用纯量。列比例时,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)纯度纯度例题:用例题:用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石,理的赤铁矿石,理论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨?的生铁多少吨?Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温解: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1000t80%800t。设设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160112800tX16080
10、0t=112XX560t折合含铁折合含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%583t(纯化杂纯化杂)答:答:1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石,理论上可炼出含的赤铁矿石,理论上可炼出含铁铁96%的生铁为的生铁为583t。或设或设800t氧化铁理论上可以炼氧化铁理论上可以炼含铁含铁96%的生铁的生铁质量为质量为X。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温160112800tX96%160:112800t:X96%X583t(杂化纯杂化纯)设需含设需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x。解:解:生铁中含纯铁:生铁中含纯铁
11、:3000t(15%)=2850t.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2160112X85%2850t高温高温160X85%=1122850tX4790t答答:该该3000t生铁中含纯铁生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。1、某炼钢厂日产含杂质某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t,试计算:,试计算:该该3000t生铁中含纯铁多少吨?生铁中含纯铁多少吨?该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨?(计算结果保留整数)少吨?(计算结果保留整数)练
12、习:练习: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+
13、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
14、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
15、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%)1.1.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,但每年人们采取了许多措施,但每年全世界因生锈而损失的钢铁约全世界因生锈而损失的钢铁约 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?全浸在水中全浸在水中干燥空气中干
16、燥空气中一半在水中一半在水中食盐水中食盐水中稀稀H2SO4中中实验:探究铁生锈的条件实验:探究铁生锈的条件一周后一周后铁钉沾了酸液铁钉沾了酸液:铁钉严重锈蚀铁钉严重锈蚀铁钉浸没一半的在食盐水中:铁钉浸没一半的在食盐水中:浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈铁钉浸没一半在水中:铁钉浸没一半在水中:铁在空气、水的界铁在空气、水的界面处生锈面处生锈铁钉完全浸没在水中(上面还加植物油):铁钉完全浸没在水中(上面还加植物油):铁未生锈铁未生锈铁钉放在干燥的空气中(加干燥剂等):铁钉放在干燥的空气中(加干燥剂等):铁未生锈铁未生锈全浸在水中全浸在水中稀稀H2SO4中中一半在水中
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- 关 键 词:
- 九年级 化学 下册 第八 单元 课题 金属 资源 利用 保护
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