課題3金屬資源的利用和保護(1)

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金屬資源的利用和保護第一課時第一課時 4.知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認(rèn)識回收利用廢舊知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認(rèn)識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護的重要性。金屬等金屬資源保護的重要性。學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：2.知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。3.會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進行有關(guān)的計算。成物進行有關(guān)的計算。1.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的

2、簡單方法。了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。2.會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進行有關(guān)的計算。成物進行有關(guān)的計算。1.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。重點：重點：圖圖8-16 8-16 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8-17 8-17 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 除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外存在外, ,其余都以化合物形式存在。其余都以化合物形式存在。金屬的存在形式：

3、金屬的存在形式：單質(zhì)單質(zhì)( ( 少數(shù)，如金和銀少數(shù)，如金和銀) )化合物化合物( ( 大多數(shù)，如各種鐵礦石大多數(shù)，如各種鐵礦石) )赤鐵礦（赤鐵礦（主要成分是主要成分是Fe2O3 ）菱鐵礦（主要成分是菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）圖圖8-18 常見的礦石常見的礦石硫鐵礦硫鐵礦(主要成分是主要成分是FeS2 )磁鐵礦（磁鐵礦（主要成分是主要成分是Fe3O4）礦石礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫礦石。礦石。圖圖8-18 常見的礦石常見的礦石輝銅礦（主要成分是輝銅礦（主要成分是Cu2S） 黃銅礦（主要成分是黃銅礦（主要成分是CuFeS2） 鋁土礦鋁土礦主要成分是主

4、要成分是Al2O3 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O罕見的銅礦石毛赤銅礦(Cu2O )元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2. 74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005地殼中含量最多的金屬是地殼中含量最多的金屬是AlAl！金屬元素在地殼中含量：金屬元素在地殼中含量：地球上金屬資源很豐富，我國礦物儲量種地球上金屬資源很豐富，我國礦物儲量種類齊全。在所有的金屬中，含量最豐富的類齊全。在所有的金屬中，含量最豐富的是鋁，提取量最大的是鐵。是鋁，提取量

5、最大的是鐵。那么，鐵是如何從礦石中冶煉出來的？那么，鐵是如何從礦石中冶煉出來的？一、鐵的冶煉：一、鐵的冶煉：生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐一生熟煉鐵爐二生熟煉鐵爐二 圖圖8-19 我國古代煉鐵圖我國古代煉鐵圖圖圖8-20 上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐現(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，同時產(chǎn)生變成灰黑色，同時產(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1.1.實驗室用一氧化碳還原氧化鐵實驗室用一氧化碳還原氧化鐵用燃著的酒精燈將尾氣點燃

6、或用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用氣球收集尾氣用氣球收集尾氣【實驗實驗8-3】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 )實驗步驟：實驗步驟： . .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)的氧化鐵粉末裝進硬質(zhì)玻璃管中。把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進硬質(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。點燃出氣口排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點燃出氣口處的酒

7、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，點燃酒精噴燈，后，點燃酒精噴燈，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)玻管中進行，管中進行，防止一氧防止一氧化碳污染空氣化碳污染空氣。實驗室一氧化碳還原氧化鐵視頻實驗室一氧化碳還原氧化鐵視頻黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe

8、2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O4在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣焦炭、空氣化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：2.2.工業(yè)煉鐵：工業(yè)煉鐵：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 點燃點燃不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：列比例時，一定要用純量。列比例時，一定要用純量。3

9、.含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算：含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算：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 112800t X160800t=112XX560t折合含鐵折合含鐵96%

10、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?；蛟O(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)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%)=2

11、850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2160 112 X 85% 2850t 高溫高溫160X 85%=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，試計算：，試計算：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？（計算結(jié)果保留整數(shù)）少噸？（計算結(jié)果保留整數(shù)）練

12、習(xí)：練習(xí)：2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗裝置。 （1）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實驗過程中，先要進行的是實驗過程中，先要進行的是_ 。（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

13、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.鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標(biāo)志。鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標(biāo)志。右圖是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學(xué)右圖是實驗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4.在組裝儀器時，把玻璃管插入在組裝儀器時，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方法：此

14、裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進方法： 。用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點燃用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點燃導(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 通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)你有哪些收獲呢？ 你呢？你呢？第八單元 金屬和金屬材料課題課題3 3 金屬資源的利用和保護金屬資源的利用和保護第二課時第二課時資料一：據(jù)有關(guān)資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢資料一：據(jù)有關(guān)資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%20%40%40%，數(shù)據(jù)相當(dāng)驚，數(shù)據(jù)相當(dāng)驚人！人！所以保護金屬是當(dāng)今緊要的一件事！資料二：資料二：礦物的儲量有限，而且不能

15、再生。礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并根據(jù)目前這根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估些金屬的消耗速度，有人估 計一些礦物、可供開計一些礦物、可供開采的年限如課本圖所示采的年限如課本圖所示. 圖圖8-25 據(jù)估計一些礦物可供開采的年限據(jù)估計一些礦物可供開采的年限礦物的儲量是有限的，而且不能再生。礦物的儲量是有限的，而且不能再生。為什么要保護金屬資源？為什么要保護金屬資源？二、金屬資源保護二、金屬資源保護保護金屬資源的原因：保護金屬資源的原因：每年大量開采每年大量開采(數(shù)以億噸計數(shù)以億噸計)每年大量的金屬被腐蝕每年大量的金屬被腐蝕(相相當(dāng)

16、于年產(chǎn)量的當(dāng)于年產(chǎn)量的20%40%)1. 1.金屬的腐蝕和防護金屬的腐蝕和防護人們采取了許多措施，但每年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全世界因生銹而損失的鋼鐵約 占世界年產(chǎn)量的占世界年產(chǎn)量的四分之一！四分之一！如何防銹？如何防銹？鐵釘腐蝕條件的測試 - 視頻 - 優(yōu)酷視頻 - 在線觀看 - 鐵釘腐蝕條件 測試.flv 現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計實驗以證明鐵制品銹蝕的條件。鈣。試設(shè)計實驗以證明鐵制品銹蝕的條件。1、在試管、在試管1中加入少量的蒸

17、餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中中加入少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中2、在試管、在試管2中注入冷卻的沸水，使其中注入冷卻的沸水，使其浸浸沒鐵釘，上面加上植物油沒鐵釘，上面加上植物油并塞緊橡皮塞并塞緊橡皮塞3、在試管、在試管3中加入少量干燥劑（生石灰或無水氯化鈣）中加入少量干燥劑（生石灰或無水氯化鈣）再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞 一周后鐵釘浸沒一半在水中：鐵釘浸沒一半在水中： 鐵在空氣、水的界鐵在空氣、水的界面處生銹面處生銹鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）：鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）： 鐵未生銹鐵未生銹鐵釘放在干燥的

18、空氣中（加干燥劑等）：鐵釘放在干燥的空氣中（加干燥劑等）： 鐵未生銹鐵未生銹全浸在水中全浸在水中一半在水中一半在水中干燥空氣中干燥空氣中。（緩慢氧（緩慢氧化，放熱）化，放熱）在空氣中銹蝕，實際上是在空氣中銹蝕，實際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化學(xué)變化化，使鐵轉(zhuǎn)化為，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物鐵的化合物的過程。的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！生銹！鐵銹成分復(fù)雜，主要是鐵銹成分復(fù)雜，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一種疏松多孔的物質(zhì)是一種疏松多孔的物質(zhì) 鐵銹

19、鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。 氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較 鐵銹鐵銹 (e23)氧化鋁氧化鋁 (Al2O3)結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點若不除去結(jié)果若不除去結(jié)果疏松多孔疏松多孔完全銹蝕完全銹蝕致密結(jié)實致密結(jié)實使鋁使鋁“自我保自我保護護”與空氣（氧氣）與空氣（氧氣）接觸接觸與水與水接觸接觸想一想想一想氧氣氧氣水水生銹生銹 怎樣防止鐵生銹罐頭罐頭是由是由鍍錫鐵制成鍍錫鐵制成。鍍鉻鍍鉻的浴室的浴室水籠頭水籠頭。用不用不銹鋼制銹鋼制造的器具造的器具金屬防腐蝕的方法：（1)1)隔絕空氣或氧氣隔絕空氣或氧氣 (2)(2)隔絕水隔絕水三角架：