人教版九年級化學(xué)下冊第八單元-課題3金屬資源的利用和保護(hù)

1、第八單元第八單元 金屬和金屬材料金屬和金屬材料課題課題3 3 金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù)圖圖816 自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金圖圖817 自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀赤鐵礦赤鐵礦: Fe2O3黃鐵礦黃鐵礦: FeS2菱鐵礦菱鐵礦: FeCO3鋁土礦鋁土礦: Al2O3黃銅礦：黃銅礦：CuFeS2輝銅礦：輝銅礦：Cu2S金屬活動性順序表： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱金屬的存在形式 單質(zhì)：少數(shù)化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬，如金、銀、銅等 化合物

2、：化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、鋁、鋅、鈉和鈣等孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )閃鋅礦閃鋅礦一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉1.實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵3 2 3高溫高溫Fe2O3 + CO = Fe + CO2反應(yīng)原理反應(yīng)原理為什么？為什么？應(yīng)用應(yīng)用CO的什么性質(zhì)？的什么性質(zhì)？（通點(diǎn)熄停）實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟： . .按下圖組裝儀器，按下圖組裝儀器，并檢查其氣密性。并檢查其氣密性。把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中。把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通入

3、一氧化碳?xì)怏w先通入一氧化碳?xì)怏w排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點(diǎn)燃出氣口處的酒精燈處的酒精燈(或用氣球收集或用氣球收集)，防止一氧化碳污染空氣。待排盡，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點(diǎn)燃酒精噴燈，后，點(diǎn)燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化。并觀察裝置中所發(fā)生的變化。當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，停止加熱，再通入一停止加熱，再通入一會兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止會兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。被氧化。一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵必須在必須在封閉封閉的硬質(zhì)玻的硬質(zhì)玻管中進(jìn)行，管中進(jìn)行

4、，防止一氧防止一氧化碳污染空氣化碳污染空氣?，F(xiàn)象現(xiàn)象分析分析反應(yīng)式反應(yīng)式尾氣處理尾氣處理紅色的紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生變成灰黑色，同時(shí)產(chǎn)生的氣體的氣體使澄清的使澄清的石灰水變渾濁石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉( (灰黑色灰黑色) )與二氧化碳與二氧化碳用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃或用氣球收集尾氣用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡 ) 先通后點(diǎn)的原因是為了防止加熱了的一先通后點(diǎn)的原因是為了防止加熱了的一

5、氧化碳和空氣的混合氣發(fā)生爆炸。氧化碳和空氣的混合氣發(fā)生爆炸。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄燈后停氣的原因是為實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄燈后停氣的原因是為了防止溫度降低后外面的空氣進(jìn)入玻璃管了防止溫度降低后外面的空氣進(jìn)入玻璃管使鐵重新被氧化；還防止試管中的石灰水使鐵重新被氧化；還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。先通先通COCO后點(diǎn)燈后點(diǎn)燈先熄滅酒精燈后停止通先熄滅酒精燈后停止通COCO原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫2.2.工業(yè)煉鐵：工業(yè)煉鐵：反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO是還原劑；是還原劑

6、；Fe2O3是氧化劑是氧化劑原理：原理： 焦炭在高溫條件下跟焦炭在高溫條件下跟O2反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO, CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。的鐵還原出來。設(shè)備：設(shè)備：煉鐵高爐煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫CO2C 2CO 高溫高溫C + O2 CO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí), ,所用的原料或產(chǎn)物一般都含所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)有雜質(zhì), ,在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí)在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí), ,應(yīng)考慮到雜質(zhì)應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。問題。不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：不純物質(zhì)、純物質(zhì)

7、、純度之間的關(guān)系：列比例時(shí)，一定要用純量。列比例時(shí)，一定要用純量。3.含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算：m(純純) = m(不純不純 )純度純度m(不純不純) = m(純純) 純度純度例題：用例題：用1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫解：解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t 80%800t。設(shè)設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為X。160 112

8、800t X160800t=112XX560t折合含鐵折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為560t 96%583t(純化雜純化雜)答：答： 1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵鐵96%的生鐵為的生鐵為583t。或設(shè)或設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉氧化鐵理論上可以煉含鐵含鐵96%的生鐵的生鐵質(zhì)量為質(zhì)量為X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫160 112800t X96%160 :112800t :X96% X583t(雜化純雜化純)例題：用例題：用1000 t含氧化鐵含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以的赤鐵礦石

9、，理論上可以 煉出含鐵煉出含鐵96的生鐵多少的生鐵多少 t ?解：設(shè)理論上可以煉出含鐵解：設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為的生鐵的質(zhì)量為xFe2O3 -2 Fe160 2561000t80 x96% 160 256 1000t80 x96% x=256 1000t80 16096%= 583 t答：略。答：略。解法二：解法二：設(shè)需含設(shè)需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石的質(zhì)量為的赤鐵礦石的質(zhì)量為x。解：生鐵中含純鐵：解：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2160 112 X 85% 2850t 高溫高溫160X 8

10、5%=1122850tX4790t答答：該該3000 t生鐵中含純鐵生鐵中含純鐵2850t。該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石為的赤鐵礦石為4790t。1.某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵的生鐵3000t，試計(jì)算：，試計(jì)算：該該3000 t生鐵中含純鐵多少噸？生鐵中含純鐵多少噸？該煉鋼廠每天需含該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多的赤鐵礦石多少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）少噸？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）練習(xí)：練習(xí)：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。下圖是課堂中模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。 （1）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱）寫

11、出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實(shí)驗(yàn)過程中，先要進(jìn)行的是實(shí)驗(yàn)過程中，先要進(jìn)行的是_ 。（填。（填或或）加熱加熱 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ， B中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是_ 。 (4)該裝置的不足之處是該裝置的不足之處是 。鐵架臺鐵架臺試管試管Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫高溫沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）沒有尾氣處理裝置（或沒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澄清的石灰水變渾濁 3.右下圖是金屬活動

12、性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素右下圖是金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au約約6000年前年前約約200年前年前約約600年前年前約約2500年前年前選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是是 ；目前鋁在多個(gè)領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其；目前鋁在多個(gè)領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要主要原原因是因是 。鋁的密度小鋁的密度小 鋁很活潑鋁很活潑 地殼中鋁的含量高地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜鋁的表

13、面易生成致密的保護(hù)膜鋼鐵的冶煉是人類文明的一個(gè)重要標(biāo)志。鋼鐵的冶煉是人類文明的一個(gè)重要標(biāo)志。右圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)右圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)方程式方程式 ；能證明產(chǎn)；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：物中有鐵粉的方法是： 。 用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高溫高溫在組裝儀器時(shí)，把玻璃管插入在組裝儀器時(shí)，把玻璃管插入橡膠管的操作方法橡膠管的操作方法 是是 。此裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進(jìn)方法：此裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進(jìn)方法： 。用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點(diǎn)燃

14、用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點(diǎn)燃導(dǎo)管一端用水潤濕后旋轉(zhuǎn)插入導(dǎo)管一端用水潤濕后旋轉(zhuǎn)插入3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ；=高溫高溫 1.1.把鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過程，其主要反把鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過程，其主要反應(yīng)原理是應(yīng)原理是在高溫條件下在高溫條件下COCO作還原劑，奪取作還原劑，奪取鐵礦石里的氧，鐵礦石里的氧，將鐵還原出來。將鐵還原出來。 2.2.在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí), ,所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)質(zhì), ,在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí)在計(jì)算用料時(shí)和產(chǎn)量時(shí), ,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。列比例時(shí)，一定要用純量。列比例時(shí)，一定要用純

15、量。m(純純) = m(不純不純 )純度純度練習(xí)：練習(xí)：1、某鋼鐵廠每天需消耗、某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵含氧化鐵76的赤鐵礦石，的赤鐵礦石， 該廠理論上可以日產(chǎn)含該廠理論上可以日產(chǎn)含F(xiàn)e98的生鐵多少的生鐵多少t?2、冶煉、冶煉2000t含雜質(zhì)含雜質(zhì)3的生鐵，需要含的生鐵，需要含F(xiàn)e3O4的赤鐵礦的赤鐵礦 石多少石多少t?二、金屬資源保護(hù)二、金屬資源保護(hù)金屬資源的保護(hù)資料一：資料一：根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量和目前消根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量和目前消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開采的年限如下圖耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開采的年限如下圖所示。所示。資料二：資料二：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道

16、，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%-40%20%-40%。思考思考 1 、金屬資源短缺對人類社會發(fā)展意味著什么呢？ 2 、金屬腐蝕的條件是什么？如何防腐？ 3、如何保護(hù)金屬資源？鐵生銹的條件： 與氧氣（或空氣）接觸 與水接觸其它影響因素：溫度、鹽等思考：思考：根據(jù)銅綠的化學(xué)式根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分分析銅生銹的條件又是什么？析銅生銹的條件又是什么？ 與氧氣、水和二氧化碳接觸實(shí)驗(yàn)：探究鐵生銹的條件請解釋下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象液面處鐵液面處鐵銹較多銹較多干燥劑干燥劑干燥空氣中干燥空氣中部分

17、浸沒水中部分浸沒水中 浸沒水中浸沒水中部分浸沒食鹽水中部分浸沒食鹽水中保持鋼鐵表面的清潔干燥。保持鋼鐵表面的清潔干燥。鍍金屬保護(hù)層：如鍍錫、鍍鋅、鍍鉻等；白鐵皮鍍鋅，馬口鐵鍍錫，鍍金屬保護(hù)層：如鍍錫、鍍鋅、鍍鉻等；白鐵皮鍍鋅，馬口鐵鍍錫， 鋼圈鍍鉻、鎳。鋼圈鍍鉻、鎳。涂非金屬保護(hù)層：如噴涂油漆、涂防銹油、在臉盆、杯子表面燒涂非金屬保護(hù)層：如噴涂油漆、涂防銹油、在臉盆、杯子表面燒 涂搪瓷、用橡膠或塑料包在鋼鐵表面。涂搪瓷、用橡膠或塑料包在鋼鐵表面。形成氧化膜保護(hù)層：槍套上形成四氧化三鐵、形成氧化膜保護(hù)層：槍套上形成四氧化三鐵、 鋸條上的烤藍(lán)。鋸條上的烤藍(lán)。在鋼鐵里加入金屬或非金屬形成耐腐蝕合金：

18、如不銹鋼（加在鋼鐵里加入金屬或非金屬形成耐腐蝕合金：如不銹鋼（加Cr、Ni）防止鐵銹蝕的主要措施：防止鐵銹蝕的主要措施：金屬防腐蝕的方法： 改變金屬的本質(zhì)改變金屬的本質(zhì) 制成合金鋼，如不銹鋼制成合金鋼，如不銹鋼 形成保護(hù)層形成保護(hù)層 刷油漆、涂油、燒制搪瓷、電鍍上一層刷油漆、涂油、燒制搪瓷、電鍍上一層耐腐蝕的金屬、通過化學(xué)方法使表面形耐腐蝕的金屬、通過化學(xué)方法使表面形成氧化物薄膜等成氧化物薄膜等 改善腐蝕環(huán)境等等改善腐蝕環(huán)境等等保持鐵制品表面干燥和潔凈保持鐵制品表面干燥和潔凈 自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？1、防止金屬的腐蝕，、防止金屬的腐蝕， 2、金屬的回收利用，

19、、金屬的回收利用，3、合理地開采礦物，、合理地開采礦物， 4、尋找金屬的代用品。、尋找金屬的代用品。怎樣保護(hù)金屬資源？怎樣保護(hù)金屬資源？（1）汞與稀鹽酸）汞與稀鹽酸 （2）鋁與硫酸銅溶液）鋁與硫酸銅溶液（3）銀與硫酸鋅溶液）銀與硫酸鋅溶液 （4）鋅與硝酸銀溶液）鋅與硝酸銀溶液（5）鈉與稀硫酸）鈉與稀硫酸1、下列物質(zhì)能否發(fā)生反應(yīng)？寫出能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。、下列物質(zhì)能否發(fā)生反應(yīng)？寫出能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。2、回答下列問題：、回答下列問題： （1）為什么沙漠地區(qū)的鐵制品銹蝕較慢？）為什么沙漠地區(qū)的鐵制品銹蝕較慢？ （2）切過咸魚的刀不經(jīng)洗凈抹干，為什么很快就生銹？）切過咸魚的刀不經(jīng)洗凈抹干，為什么很快就生銹？ （3）被雨水淋濕的自行車，為什么須先用干布擦凈后才）被雨水淋濕的自行車，為什么須先用干布擦凈后才 能用帶有油的布擦？能用帶有油的布擦？1、菜刀在下述情況下，發(fā)生銹斑的嚴(yán)重程度順序是（ ）切濕咸菜后放置 切酸菜后放置切完菜后洗凈擦干切完菜后洗凈擦干，再抹一點(diǎn)花生油 切完菜后用水沖洗A B C D C2、在下列各種情況下，埋在地下的鑄