九年級(jí)化學(xué)-課題3金屬資源的利用和保護(hù)課件新-人教版.ppt

第八單元金屬和金屬材料 課題3金屬資源的利用和保護(hù) 第一課時(shí) P15 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道一些常見(jiàn)金屬如鐵 鋁 銅等的礦物 了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法 2 會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 重點(diǎn) 圖8 16自然界以單質(zhì)形式存在的金 圖8 17自然界以單質(zhì)形式存在的銀 除少數(shù)不活潑的金屬如金 銀等有單質(zhì)形式存在外 其余都以化合物形式存在 金屬的存在形式 單質(zhì) 少數(shù) 如金和銀 化合物 大多數(shù) 如各種鐵礦石 磁鐵礦 主要成分Fe3O4 赤鐵礦 主要成分Fe2O3 想一想 假如你是煉鐵廠的廠長(zhǎng) 你認(rèn)為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料 除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來(lái) 氫氣也可以 你準(zhǔn)備選用哪種物質(zhì)來(lái)煉鐵 70 72 4 48 3 46 7 圖8 20上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐 圖8 21為紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票 紅色的Fe2O3變成灰黑色 同時(shí)產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變渾濁 一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉 灰黑色 與二氧化碳 1 實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵 用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或 用氣球收集尾氣 實(shí)驗(yàn)8 3 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)順序 通氣 加熱 停止加熱 繼續(xù)通氣 一氧化碳 早出晚歸 酒精燈 遲到早退 先通入CO的目的 排盡玻璃管內(nèi)的空氣 防止CO不純加熱時(shí)發(fā)生爆炸 先撤酒精燈的原因 防止得到的鐵被氧化 原料 鐵礦石 焦炭 石灰石 2 工業(yè)煉鐵 反應(yīng)的化學(xué)方程式 CO是還原劑 Fe2O3是氧化劑 原理 焦炭在高溫條件下跟O2反應(yīng)生成CO CO作還原劑 在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來(lái) 設(shè)備 煉鐵高爐 鐵礦石 焦炭 石灰石 例1 1000t含雜質(zhì)20 的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少 例2 計(jì)算多少?lài)嵑F質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96 的生鐵中含鐵560t 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí) 所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì) 在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí) 應(yīng)考慮到雜質(zhì)問(wèn)題 不純物質(zhì) 純物質(zhì) 純度之間的關(guān)系 列比例時(shí) 一定要用純量 含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算 m 純 m 不純 純度 m 不純 m 純 純度 設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85 的赤鐵礦石的質(zhì)量為x 解 生鐵中含純鐵 3000t 1 5 2850t X 4790t 答 該3000t生鐵中含純鐵2850t 該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85 的赤鐵礦石為4790t 1 06自貢 某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5 的生鐵3000t 試計(jì)算 該3000t生鐵中含純鐵多少?lài)?該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85 的赤鐵礦石多少?lài)?計(jì)算結(jié)果保留整數(shù) 練習(xí) 2 下圖是課堂中模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置 1 寫(xiě)出圖中標(biāo)有序號(hào)的儀器名稱(chēng) 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 先要進(jìn)行的是 填 或 加熱 通一氧化碳 3 A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 B中觀察到的現(xiàn)象是 4 該裝置的不足之處是 鐵架臺(tái) 試管 沒(méi)有尾氣處理裝置 或沒(méi)有用燃著的酒精燈處理尾氣等 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O 澄清的石灰水變渾濁 3 右下圖是金屬活動(dòng)性順序表中銅 錫 鐵和鋁元素被人類(lèi)大規(guī)模開(kāi)發(fā) 利用的大致年限 選擇編號(hào)填空 鋁的利用比銅和鐵晚得多 原因是 目前鋁在多個(gè)領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵 其主要原因是 鋁的密度小 鋁很活潑 地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜 鋼鐵的冶煉是人類(lèi)文明的一個(gè)重要標(biāo)志 右圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置圖 寫(xiě)出冶煉生鐵的化學(xué)方程式 能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是 用磁鐵吸 或加稀鹽酸有氣泡 在組裝儀器時(shí) 把玻璃管插入橡膠管的操作方法是 此裝置有不完善的地方 請(qǐng)說(shuō)出其中一種改進(jìn)方法 用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點(diǎn)燃 導(dǎo)管一端用水潤(rùn)濕后旋轉(zhuǎn)插入 第八單元金屬和金屬材料 課題3金屬資源的利用和保護(hù) 第二課時(shí) P18 21 為什么要保護(hù)金屬資源 二 金屬資源保護(hù) 保護(hù)金屬資源的原因 每年大量開(kāi)采 數(shù)以億噸計(jì) 每年大量的金屬被腐蝕 相當(dāng)于年產(chǎn)量的20 40 P18 1 金屬的腐蝕和防護(hù) 人們采取了許多措施 但每年全世界因生銹而損失的鋼鐵約占世界年產(chǎn)量的四分之一 如何防銹 a 在干燥空氣中b 浸沒(méi)在水中c 半截浸沒(méi)在水中 鐵的生銹過(guò)程 哪種條件下 鐵最易生銹 為什么 不生銹 有水無(wú)O2 不生銹 有O2無(wú)水 在水與空氣的交界面最易生銹 植物油 abc 請(qǐng)思考 用橡皮塞塞緊管口 有水和 2 鐵與空氣中的氧氣 水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 鐵銹的成份很復(fù)雜 主要為氧化鐵Fe2O3 XH2O Fe2O3 XH2O很疏松 易吸水 不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣 水蒸氣反應(yīng) 如不及時(shí)除去 會(huì)加快鐵制品的生銹 使鐵全部被腐蝕 而鋁不同 鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的Al2O3薄膜 覆蓋在鋁的表面 從而保護(hù)里層的鋁不再與氧氣反應(yīng) 所以鋁耐腐蝕 鐵生銹的條件 要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì) Fe H2O O2 鐵制品銹蝕的條件 反應(yīng)物要能相互接觸 生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用 4Fe 3O2 2XH2O 2Fe2O3 XH2O 緩慢氧化 防止鐵生銹的方法 破壞鐵生銹的條件即可 P20表 1 保持鐵制品表面的潔凈和干燥 2 在鐵制品表面涂油 刷漆 搪瓷 鍍上耐腐蝕的金屬 烤藍(lán) 即表面生成致密的氧化膜保護(hù)層 使鐵制品與空氣隔絕 3 制成耐腐蝕的合金 如不銹鋼 就是在鋼中加入一點(diǎn)鎳和鉻而制成的合金 三角架 鋼線 輻條 鏈條 刷漆 鍍一層耐腐蝕的金屬 涂油等 平時(shí)要保持自行車(chē)的潔凈與干燥 或涂油 自行車(chē)防銹措施有哪些 討論 鋼圈 圖8 25據(jù)估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限 2 金屬資源保護(hù) 為什么要保護(hù)金屬資源 礦物的儲(chǔ)量是有限的 而且不能再生 2 怎樣保護(hù)金屬資源呢 防止金屬的腐蝕 金屬的回收與利用 有計(jì)劃 合理地開(kāi)采礦物 嚴(yán)禁不顧國(guó)家利益的亂采礦 尋找金屬代用品 如以塑代鋼 圖8 26金屬的回收利用 回收一個(gè)鋁制的易拉罐比制造一個(gè)新的鋁制的易拉罐要便宜20 而且還可以節(jié)約金屬資源和95 能源 目前世界上有50 以上的鐵和90 以上的金得到回收利用 反饋練習(xí) 1 在下列情況下 埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快的是 A 在潮濕 致密的土壤中B 在干燥 致密的土壤中C 在潮濕 疏松的土壤中D 在干燥 疏松的土壤中 2 某運(yùn)輸用鐵船 在水中行駛 最易生銹的部位是 C B A 水面上的船頭部分B 水面附近的船體部分C 水面下的船底部分D 各部分都一樣速度生銹 3 日常生活中的一些鐵制品經(jīng)常會(huì)被銹蝕 下列做法中不能起防銹作用的是 在鐵制品表面鍍鋅 在鐵制品表面涂油脂 保留鐵件表面的鐵銹作保護(hù)層 在鐵器表面刷油漆 自行車(chē)臟了用清水沖洗 用廢酸液沖洗鐵制污水管道 切完咸菜后 盡快將菜刀洗凈擦干A B C D B 4 全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的1 4 某學(xué)生想探究鐵生銹的條件 他將干凈的鐵釘分別同時(shí)入放A B C三支試管中進(jìn)行研究 請(qǐng)你幫助該學(xué)生完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 加熱烘干試管 小心放入鐵釘 塞上塞子 探究鐵在有水而無(wú)空氣 氧氣 時(shí)的生銹情況 小心放入鐵釘 注入蒸餾水 使鐵釘部分浸入水中 一周后 編號(hào)為 的試管中的鐵釘最易生銹 用相同材料制作 經(jīng)過(guò)相同時(shí)間防銹處理的鐵欄桿 安裝在南方比安裝在北方更易生銹 其原因是 C 南方比北方天氣潮濕 鐵更易生銹 ABC 鐵在干燥空氣中 鐵在有水而無(wú)空氣 氧氣 時(shí) 鐵在有空氣和水時(shí) 4 某課外興趣小組對(duì)一批鐵樣品 含有雜質(zhì) 雜質(zhì)不溶于水 也不與稀硫酸反應(yīng) 進(jìn)行分析 甲 乙 丙三位同學(xué)分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 其中只有一位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 請(qǐng)你認(rèn)真分析數(shù)據(jù) 回答下列問(wèn)題 哪位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng) 計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 若生產(chǎn)1000t這種純度的鐵 至少需要含氧化鐵 Fe2O3 80 的赤鐵礦多少?lài)?改正 燒杯的質(zhì)量為25 4g 計(jì)算結(jié)果精確到0 1 解 分析表中數(shù)據(jù)可知 甲 乙 丙三人的實(shí)驗(yàn)生成氣的質(zhì)量都是0 3g 如甲為200g 9g 208 7g 0 3g 即各人的實(shí)驗(yàn)中都有一種反應(yīng)物完全反應(yīng) 由甲 乙數(shù)據(jù)可知 9g鐵樣品中的鐵完全反應(yīng) 甲中的酸過(guò)量 由乙 丙數(shù)據(jù)可知 150g 25 4g 124 6g的稀硫酸中的H2SO4完全反應(yīng) 丙中的金屬過(guò)量 綜合分析可知乙同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng) 解 乙反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為150g 9g 158 7g 0 3g 設(shè)Fe的質(zhì)量為X Fe H2SO4 FeSO4 H2 2X0 3g 計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 答 樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93 3 若生產(chǎn)1000t這種純度的鐵 至少需要含氧化鐵 Fe2O3 80 的赤鐵礦多少?lài)?解 需要含氧化鐵80 的赤鐵礦的質(zhì)量為Y 1000t這種純度的鐵含純鐵的質(zhì)量為1000t 93 3 930t 160112Y 80 930t 160 112 Y 80 930tY 1666 1t 答 生產(chǎn)1000t這種純度的鐵 至少需要含氧化鐵 Fe2O3 80 的赤鐵礦為1666 1t 1 把鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程 其主要反應(yīng)原理是在高溫條件下CO作還原劑 奪取鐵礦石里的氧 將鐵還原出來(lái) 2 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí) 所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì) 在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí) 應(yīng)考慮到雜質(zhì)問(wèn)題 3 鐵生銹的條件是鐵與空氣中的氧氣 水 或水蒸氣 直接接觸 如果隔絕了空氣和水 就能在一定程度上防止鋼鐵生銹 在鐵表面涂油 刷漆 鍍上耐磨和耐腐蝕的鉻及制造耐腐蝕的合金 如不銹鋼等 就能防止鋼鐵生銹 4 保護(hù)金屬資源的有效途徑是防止金屬的腐蝕 回收與利用廢舊金屬 合理有效地地開(kāi)采礦物 以及尋找金屬代用品等 列比例時(shí) 一定要用純量 m 純 m 不純 純度 4Fe 3O2 2XH2O 2Fe2O3 XH2O 本單元小結(jié) 一 金屬和金屬材料 金屬與非金屬物理性質(zhì)的比較 2 金屬材料包括純金屬和合金 把兩種或兩種以上的金屬熔合在一起 或者把金屬和非金屬熔合在一起 就可以得到具有金屬特性的合金 由于合金的很多性能一般比組成它們的純金屬更好 因此 在實(shí)際中大量使用的金屬材料是合金 二 金屬的化學(xué)性質(zhì) 1 很多金屬都能與氧氣 鹽酸和稀硫酸等起反應(yīng) 但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同 以Fe Al Cu為例 寫(xiě)出它與氧氣 稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 Fe H2SO4 FeSO4 H2 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 Cu H2SO4 不反應(yīng) 2 由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng) 生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng) 例如 如果用A B C來(lái)表示化合反應(yīng)的話 請(qǐng)用相似的方法來(lái)表示分解反應(yīng)和置換反應(yīng) 置換反應(yīng) A BC B AC 分解反應(yīng) AB A B Zn H2SO4 ZnSO4 H2 Fe CuSO4 FeSO4 Cu 3 常見(jiàn)金屬活動(dòng)性順序如下 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAgPtAu 金屬活動(dòng)性 由強(qiáng)逐漸減弱 舉例說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序可以給你哪些判斷的依據(jù) 只有排在H前面的才能置換酸中的氫 只有排在前面的金屬才能把排在后面的金屬?gòu)乃鼈兊幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來(lái) KCaNa特殊 反應(yīng)復(fù)雜 三 金屬資源保護(hù) 1 把鐵礦石冶煉成鐵的主要反應(yīng)原理是 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)