【素材】《金屬資源的利用和保護》（人教）導學案.docx

金屬資源的利用和保護成都市第二十中學化學組 張雪 王開英金屬資源的利用和保護（第一課時） 一、學習目標：1.知道常見的用來提煉金屬的礦石，記住可用來煉鐵的礦石。2.了解煉鐵的基本原理。3.會根據(jù)化學方程式對含有某些雜質(zhì)的反應物或生成物進行有關(guān)計算。【課前預習】1.分析“真金不怕火煉”的原因，以及鈉、鎂等金屬為什么在自然界中不能以單質(zhì)形式存在，而是以化合物形式存在于各種礦物之中的原因。2.鐵在自然界中以化合物形式存在于礦物中，我們怎樣可得到鐵單質(zhì)？【情境導入】 二、自主探究： 知識點一：金屬資源的存在方式與礦石【自學】 閱讀課本P1516，回答下列問題：1.地殼中居前五位的元素含量由大到小的排列順序為： ，地殼中含量最多的元素與含量最多的金屬元素所形成的化合物的化學式為 。2.地球上的金屬資源廣泛的存在于和中，除少數(shù)很不活潑的金屬如、等以形式存在外，其余都以形式存在。3.工業(yè)上把能 叫作礦石，常見的鐵、銅、鋁的礦石主要有哪些？主要成分是什么？知識點二：鐵的冶煉【思考】P16常見的鐵礦石有：磁鐵礦（主要成分Fe3O4）、赤鐵礦（主要成分Fe2O3）、菱鐵礦（主要成分FeCO3）、黃鐵礦（主要成分FeS2），你認為最適宜煉鐵的兩種礦石是 ，理由是 。（提示：可考慮鐵元素的含量高低及在冶煉過程中對環(huán)境的影響大?。居^察】觀察P17實驗8-20“一氧化碳還原氧化鐵”直玻璃管內(nèi)試管內(nèi)酒精燈處現(xiàn)象 色的氧化鐵變?yōu)?色澄清石灰水 導管口有 色火焰化學方程式【交流討論】1.實驗開始時，先 ，再 ，這樣做的目的是 。2.實驗結(jié)束時，要先 ，再 ，原因是 。3.最后導氣管中的氣體為何要接一個燃著的酒精燈？ 。4.在一氧化碳與氧化鐵的反應中，一氧化碳具有 性，做 劑。5.工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備是 ，原料是 、 、 、 等。7.距今2000多年前，我國勞動人民已經(jīng)掌握了煉鐵技術(shù)，他們將碳不完全燃燒，生成一氧化碳，在高溫下用一氧化碳將鐵礦石中的氧化鐵還原為鐵。請寫出上述兩個反應的化學方程式、。8.工業(yè)煉鐵中是否得到純凈的鐵？ 【巧學妙記】上述實驗可簡記為：CO早出晚歸，酒精燈遲到早退。工業(yè)煉鐵中焦炭的主要作用： 燃燒產(chǎn)生大量的熱量，提供高溫條件；燃燒產(chǎn)物為CO，提供還原劑。知識點三：含雜物質(zhì)的化學方程式計算【自學】課本P18例題，請完成以下題目：100噸含雜質(zhì)3%的磁鐵礦石中有多少四氧化三鐵？200噸含三氧化二鐵97%的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少？含鐵95%的生鐵1000噸中純鐵的質(zhì)量是多少？某煉鐵廠利用含三氧化三鐵80%的赤鐵礦石100噸可得到含鐵96%的生鐵多少噸？【歸納小結(jié)】1.化學方程式表示的是純凈物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，因此，如果物質(zhì)中含有雜質(zhì)，要把雜質(zhì)的質(zhì)量除去，代入純凈物質(zhì)的質(zhì)量進行計算。2.不純物質(zhì)、純物質(zhì)和純度之間的關(guān)系： 純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量純度 不純物質(zhì)的質(zhì)量= 純度 = 【交流學習】小組內(nèi)互相檢查做題情況，找出出錯的地方?！竞献鲗W習】各組內(nèi)互相交流出錯較多的地方，互相糾正并講解，還不明白的地方提出來有老師統(tǒng)一講解?！狙a充練習】為檢測某生鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，取該生鐵樣品10.0g放入燒杯，加入一定量的稀硫酸，使之充分反應（雜質(zhì)不與酸反應）后稱量，發(fā)現(xiàn)反應后的燒杯中質(zhì)量比反應前減少了0.34g。試計算：生鐵樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量是多少克？生產(chǎn)100t這樣的生鐵，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？【課堂小結(jié)】通過本節(jié)課的學習，你收獲了什么？【回顧反思】想想你有哪些疑惑？還有什么知識想進一步探究？ 三、自我測評【課堂練習】課本P22.351.下列金屬在自然界主要以單質(zhì)形式存在的是（ ）A鐵 B鋁 C鎂 D銀2.冶鐵的原料中，除鐵礦石、焦炭、空氣，還應添加的是（ ）A一氧化碳 B石灰石 C二氧化錳 D碳化鐵3.人類每年向地殼和海洋中索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以噸計的金屬。其中提取量最大的是( )A銅 B鋁 C鐵 D銀4.某赤鐵礦樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為63%，則該礦石樣品中主要成分的質(zhì)量分數(shù)為（ ）A.95% B.85% C.90% D.80%5.用一氧化碳與氧化鐵反應煉鐵時，可觀察到直玻璃管中的現(xiàn)象是 ，反應的化學方程式是 ，試管內(nèi)的現(xiàn)象是 ，反應的化學方程式是 ，酒精燈處反應的化學方程式是 。做該實驗之前應先 ，然后 。目的是為了防止 。在該實驗中最后加一個燃著的酒精燈的作用是，目的是 。6.用赤鐵礦（主要成分是Fe3O4）為原料煉鐵，主要反應的化學反方程式是_。在此反應中，氧化劑是_，還原劑是_，鐵元素的化合價由_價變?yōu)開價。7.鐵在地殼中含量居所有金屬元素的第 位，由于鐵的化學性質(zhì) ，所以鐵在地殼中以 形式存在。常見的含鐵的礦物有：磁鐵礦（主要成分為 ）、赤鐵礦：（主要成分為 ）。工業(yè)煉鐵時，把 、 、 一起加入高爐，利用焦炭與氧氣反應生成的 把鐵從 里還原出來。8.鐵匠師傅常采用將紅熱的鐵器浸入水中急速冷卻的方法增加鐵器的硬度，此法稱為“淬火”。紅熱的鐵與水可生成四氧化三鐵和氫氣，發(fā)生反應的化學方程式為 ，基本反應類型是 ?！局锌贾蓖ㄜ嚒?.下列有關(guān)鐵的說法錯誤的是（ ） A地殼中鐵元素含量排在第四位 B在鐵制品表面鍍鋅可防銹 C用鐵礦石與焦炭在高爐內(nèi)煉鋼 D生鐵的含碳量比鋼的含碳量高10.鐵的下列性質(zhì)中，屬于化學性質(zhì)的是（ ）A.有良好的延展性 B.在潮濕空氣中容易生銹 C.能導電 D.能導熱11.某化學興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應來探究煉鐵的原理，裝置如下圖所示。請回答有關(guān)問題： (1)為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方框中連接的是C和D，導管接口的連接順序為a( )( )( )。C裝置中NaOH的作用是 。 (2)實驗開始時，應 (填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”)，目的是 。 (3)實驗進行一段時間后，玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象為 ，反應方程式為 。 (4)除CO外，還有哪些物質(zhì)可以還原Fe2O3 (請寫一物質(zhì)的化學式)。12.萊蕪素有“綠色鋼城”之美譽，作為全國“鋼鐵十強企業(yè)”的萊鋼集團為上海世博會各展館的建設(shè)提供了數(shù)萬噸鋼鐵材料。（1）萊鋼煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料煉鐵，反應過程如圖所示。其中焦炭的作用是_。（2）電化學腐蝕是金屬腐蝕的主要原因。當兩種活潑性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，因形成原電池，活潑性強的金屬首先被腐蝕。利用這一原理，為了保護輪船的鋼質(zhì)外殼，通常在行駛的輪船外殼上連接_ （填“銅板”、“鋅板”）。 （3）為了滿足某些尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們又合成了許多新型合金材料。儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。此過程發(fā)生了_變化（填“物理”、“化學”），儲氫合金屬于_ （填“純凈物”、“混合物”）?！就卣寡由臁?3.冶煉2240噸含雜質(zhì)3%的生鐵，需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？請你根據(jù)化學方程式進行計算。本題還有其他解法嗎？若有，說明依據(jù)并列式；若沒有，可不必回答此問。14.將一氧化碳通入盛有12克氧化鐵的試管內(nèi)，加熱反應一段時間后，停止加熱，繼續(xù)通入一氧化碳至試管冷卻，此時，試管內(nèi)殘留固體的質(zhì)量為9.6克，計算反應生成的鐵的質(zhì)量?！咀鳂I(yè)布置】金屬資源的利用和保護（第二課時） 一、學習目標：1.通過探究鐵生銹的條件，掌握鐵生銹的原因。2.會據(jù)鐵生銹的條件，分析防銹措施。3.能列舉保護金屬資源的措施?！菊n前預習】一周前作準備，根據(jù)P19的活動與探究自己完成探究實驗，完成下列問題?！咎釂枴?【假設(shè)】 【設(shè)計實驗】各小組內(nèi)設(shè)計實驗思路，然后進行實驗。實驗步驟現(xiàn)象結(jié)論試管中放一鐵釘，注入蒸餾水，一半在水中，一半在空氣中鐵生銹的條件是 與 、水蒸氣等發(fā)生 反應的過程，且鐵銹不具有保護作用，原因是 試管中放一鐵釘，注入蒸餾水至完全浸沒試管烘干，放一鐵釘，用橡皮塞塞緊試管口1.回憶金屬活動性順序表，說說鐵是怎樣的一種金屬？2.鋁不易被銹蝕原因是在空氣中與氧氣反應，形成致密的 ，而鐵銹的主要成分是 ，很疏松，不起保護作用。3.保護金屬資源除防止 外，另一條重要的有效途徑是 ?！厩榫硨搿?二、自主探究：知識點四：鋼鐵的銹蝕與防護【自學】閱讀P19-20，結(jié)合你們的實驗結(jié)果，回答下列問題：1.鐵制品銹蝕的實質(zhì)：鐵與空氣中的、等發(fā)生的化學反應。鐵銹的主要成分是。鐵銹的特點是很，不能等反應，因此它可以全部被銹蝕。2.在金屬活動性順序中，鋁比鐵活潑，為什么生活中鐵易生銹而鋁卻不生銹？【討論】完成課本P20“討論”3.如何防止鐵生銹？ 保持鐵制品表面的 與 。隔絕 ，在鐵制品表面加 ：如 、 、電鍍等。改變鐵的組織結(jié)構(gòu)：可制成耐腐蝕的合金，如 。知識點五：金屬資源保護【自學】閱讀課本P20-21，回答下列問題。1.為什么要對金屬資源進行保護？2.保護金屬資源的有效途徑是哪些？防止金屬 ； 金屬的 ； 、 地開采礦物； 尋找金屬的 。3.你知道哪些廢舊金屬可對環(huán)境造成污染？【課堂小結(jié)】通過本節(jié)課的學習，你收獲了什么？【回顧反思】想想你有哪些疑惑？還有什么知識想進一步探究？ 三、自我測評【課堂練習】課本P22.1.2.61.化學反應往往需要在一定的條件下進行。通過控制或改變反應條件可以加快、減緩甚至阻止反應的進行。下列所反映的措施中，能加快其化學反應速率的是（ ）A.鐵門表面噴漆 B.冰箱保存食物C.用扇子扇煤爐火，火會更旺 D.將木頭電線桿埋入地下的部分用火微微燒焦2.下列各種情況下，埋在地下的鑄鐵管道被銹蝕的速率最慢的是（ ）A.在潮濕、疏松、透氣的土壤中 B. 在含鐵元素較多的酸性土壤中C.在潮濕、致密、不透氣的土壤中 D. 在干燥、致密、不透氣的土壤中3.在車船表面刷油漆的目的是（ ）A.防止鋼鐵生銹且美觀 B.可以增大硬度防止撞壞C.增大厚度、防止磨損 D.改變鐵的顏色4.生活中廢棄的鐵鍋、鋁制易拉罐、銅線等可以歸為一類加以回收利用，它們屬于（ ）A鐵礦石 B金屬或合金 C氧化物 D非金屬單質(zhì)5.在切過咸菜的菜刀的同一面上選相近的三處進行下列實驗：（1）一處用濕棉球濕潤；（2）另一處用干布擦干；（3）第三處用干布擦干后，涂上一層食用油。放置一晝夜，觀察菜刀三處表面哪一處最容易生銹 ，由此你得到何種啟發(fā) 6.很多同學家里都有一些鐵質(zhì)勞動工具，如鐵鍬、鋤頭、鐮刀等，不用時若保管不當，他們很容易生銹，請你思考一下，回答以下問題：鐵質(zhì)勞動工具為什么容易生銹？ 請說出一種除銹的方法 。若要防止鐵質(zhì)勞動工具生銹，作為家庭，一般可采取哪些措？ 。7.汽車 機器齒輪 門把手 鋸條 鐵洗臉盆 鐵柜 鐵軸 剪刀等常見鐵制品，為防止它們生銹，通常適合采取下面哪一種方法（填序號）在其表面刷一層油漆 在其表面涂上機油 在其表面鍍上其它金屬 在其表面燒制搪瓷 使其表面氧化形成致密的氧化膜 【中考直通車】8.銅片長期暴露在空氣中表面形成一層銅綠Cu2(OH)2CO3，下面物質(zhì)與該變化無關(guān)的是（ ）ACO2 BO2 CH2O DN29.某些食品包裝袋內(nèi)常有一小包“雙吸劑”用來吸收氧氣和水分，以防止食品腐蝕。下列物質(zhì)常溫下能與空氣中的氧氣和水分發(fā)生化學反應，反應的產(chǎn)物又容易吸水，因而可用作“雙吸劑”的是（ ）A熟石灰 B炭粉 C鐵粉 D生石灰 10.菜刀在生活中有重要應用。下列情況中，菜刀腐蝕由快到慢的是（ ） 切青菜后用清水沖洗切濕咸菜后未清洗切肥豬肉后放置 A B C D11.下列關(guān)于鐵的敘述正確的是（ ）A.切過泡菜的菜刀比置于潮濕空氣中的菜刀更易生銹 B.鐵與稀鹽酸反應，生成FeCl3和H2C.能用鐵桶盛裝農(nóng)藥波爾多液 D.用稀硫酸除鐵銹，生成FeSO4和H2O12.磁鐵礦的主要成分是： ；（填化學式）寫出CO與Fe2O3在高溫條件下反應的化學方程式： ；高爐煉鐵得到的主要產(chǎn)品是 ；（填序號） A純鐵 B生鐵 C鋼鐵生銹的主要條件是鐵與水和 直接接觸。13.人類每年都要從大自然中提取大量的金屬，用于滿足日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。鋼鐵是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米疃嗟慕饘俨牧?。高爐煉鐵常以焦炭、鐵礦石、石灰石、空氣等為原料。煉鐵過程中，一氧化碳和赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）反應的化學方程式為 。我國鋼鐵年產(chǎn)量很高，但因銹蝕造成的損失也很驚人。人們常采取在鐵制品表面涂刷油漆或鍍上其他金屬等方法，以防止其銹蝕。上述方法所依據(jù)的原理是 。我國礦物儲量很豐富，但人均占有量并不多，請保護金屬資源！下面幾種做法中，可有效保護金屬資源的是 （填字母）。a.回收利用廢舊金屬制品；b.任意開采鐵礦石；c.鐵制品不加處理，存放在潮濕的環(huán)境中；d.尋找、開發(fā)金屬的代用品；14.鐵、鋁、銅市日常生活中使用最廣泛的金屬。上述三種金屬中，人類最早大規(guī)模冶煉和使用的是銅，最晚的是鋁，原因是 （填序號）。A.三者在地殼中的含量，銅元素最高，鋁元素最低B.三者的金屬活動性，銅元素最弱，鋁元素最強C.在自然界中，銅元素主要以單質(zhì)形式存在，鋁元素以化合物形式存在。常溫下一些金屬的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)如下：金屬單質(zhì)銅鋁鋅鐵鉛導電性（以銀的導電性為100作標準）996127177.9密度/（gcm3）8.922.707.147.8611.3熔點/10836604191535328硬度（以金剛石的硬度為10作標準）2.5-32-2.92.54-51.5分析上述數(shù)據(jù)，碎石用的大錘常用鐵制而不用鋁制，原因是 銅器長期暴