《金屬資源的利用和保護》(修改)

九年級化學下冊金屬活動性順序表：

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強逐漸減弱人類開始制造金屬工具——青銅器時代人類廣泛制造和使用金屬工具——鐵器時代（1）汞與稀鹽酸（2）鋁與硫酸銅溶液（3）銀與硫酸鋅溶液（4）鋅與硝酸銀溶液（5）鈉與稀硫酸復習：下列物質(zhì)能否發(fā)生反應？寫出能發(fā)生反應的化學方程式。問題1：為什么出土的文物中，鐵制文物比銅制文物銹蝕更嚴重呢？問題2：為什么人類開始制造金屬工具是從青銅器時代開始而不是從鐵器時代開始呢？第八單元

金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護賓陽縣賓州二中何自平人類生活離不開金屬世界跨徑最大的斜拉橋———蘇通大橋

蘇通大橋總長8206米，斜拉橋主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的長度580米,列世界第一。

金屬有廣泛的用途，對于人類社會起著不可替代的作用!軍事與科技也需要大量的金屬一.金屬元素在自然界中的存在形式

金屬元素在自然界中分布很廣，極少數(shù)不活潑的金屬（如鉑、金、銀等）有單質(zhì)形式存在；自然界以單質(zhì)存在形式的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀圖5—2地殼中金屬的百分含量

鋁7.73%鐵4.75%

鈣3.45%

鈉2.74%鉀2.47%鎂2.00%含有礦物的巖石稱為礦石，鐵礦石等都是常見的礦石

其余大多數(shù)化學性質(zhì)較活潑的金屬，如鐵、鋅、鈉和鈣等以化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。常見幾種金屬礦物的成分磁鐵礦褐鐵礦赤鐵礦Fe3O4Fe2O3·XH2OFe2O3孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O常見幾種金屬礦物的成分赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦常見幾種金屬礦物的成分FeS2Fe2O3FeCO3

Al2O3CuFeS2Cu2S

我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)國家之一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要地位。大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以億噸計的金屬用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其它領域。其中，提取量最大的是鐵。二、鐵的冶煉

人類使用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年以前，不過那時的鐵是從太空掉下的隕鐵（其中含鐵90％以上）。我國在商代就開始用鐵，在河北、北京、河南的某些地區(qū)出土過用隕鐵打制的鐵刃銅鉞。我國最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺出土的春秋初年秦國的銅柄鐵劍，這說明春秋初年我國已掌握了冶鐵技術上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐現(xiàn)象：紅色粉末變成黑色，產(chǎn)生氣體使澄清的石灰水變渾濁。1、一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3+3CO﹦2Fe+3CO2高溫原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來問題1、一氧化碳與氧化鐵的反應有下面四步

（1）點燃酒精燈,給氧化鐵加熱

（2）通入一氧化碳

（3）停止通入一氧化碳

（4）停止對氧化鐵加熱；

則正確的順序是()2143問題2、反應剛開始時為什么要先通一氧化碳后加熱氧化鐵？

問題3、為什么當紅色粉末變成黑色時要等試管冷卻后才停止通入一氧化碳能否先停止通一氧化碳后停止加熱？

答：為了排盡試管中的空氣以免引起一氧化碳燃燒而發(fā)生爆炸。答：防止高溫條件下鐵和氧氣反應又生成氧化鐵從而導致實驗失敗。還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。問題4、為何反應裝置后面還有一個燃著的酒精燈？問題5、你還有其他處理尾氣的方法嗎？

答：將未反應完的CO燃燒掉，防止污染空氣答:（1）可將尾氣用一個空的塑料袋收集起來，然后再集中處理（2）可將尾氣引到前一個酒精燈處燃燒掉，既處理了尾氣，又充分利用了燃料實驗室用一氧化碳還原氧化鐵步驟：

通點熄停2、鐵的冶煉（1）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣（2）原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2高溫3、煉鐵的設備——高爐高爐是個豎直的圓筒形爐子，爐殼用鋼板制成，內(nèi)部用耐火磚作襯里。煉鐵的主要原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。（1）焦炭與

過量空氣高溫反應（2）二氧化碳又與焦炭在高溫下反應生成一氧化碳（3）一氧化碳與赤鐵礦石高溫反應

試寫出各步反應的化學方程式：(1)C＋O2＝CO2

(2)CO2＋C＝2CO(3)Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2

點燃高溫高溫補充：煉鋼煉鐵和煉鋼的原理鐵合金生鐵鋼原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣生鐵、脫氧劑原理在高溫條件下，用還原劑一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來高溫下用氧氣或鐵的氧化物將生鐵中多余的碳和其他雜質(zhì)變?yōu)闅怏w或爐渣而除去設備高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐產(chǎn)品生鐵鋼三、金屬資源的保護資料：根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量和目前消耗速度，有人估計一些礦物可供開采的年限如下圖所示。資料：據(jù)有關資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產(chǎn)量的20%~40%。鋼鐵的最大的弱點就是容易生繡鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P各種鐵制品的銹蝕

為了減少損失，需要探究金屬銹蝕的原因、防護的方法和廢金屬的回收利用金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。三、金屬資源保護1、金屬的腐蝕和防護（1）鐵制品銹蝕條件的探究探究活動：取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入3支試管中進行下面的實驗步驟一、在試管1中加入少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中步驟二、在試管2中注滿迅速冷卻的沸水塞緊橡皮塞步驟三、在試管3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，塞緊橡皮塞想一想1、試管Ⅱ中為什么要用煮沸并迅速冷卻過的蒸餾水，且要加入植物油？

為了防止蒸餾水中溶有氧氣。2、試管Ⅲ中為什么要將空氣干燥？為了去掉空氣中原有的水蒸氣請思考.哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?放置一周后鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結(jié)論試管Ⅰ試管Ⅱ

試管Ⅲ生銹不生銹不生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸鐵只與水接觸鐵只與氧氣接觸在水、氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能生銹鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸FeO2H20Fe2O3.xH2O鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復雜的化學變化，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程

鐵銹成分復雜，主要Fe2O3·XH2O它是一種疏松多孔的物質(zhì)，鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應，直至鐵被完全銹蝕。鋁與氧氣反應生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護里層的鐵呢？小結(jié)：鐵銹具有疏松多孔的結(jié)構，易吸水和氧氣，從而加速鐵的生銹。而鋁表面有一層致密的氧化膜，保護鋁不與氧氣接觸。思考：

你對防止鐵制品的銹蝕有什么建議？討論請解釋下列實驗的現(xiàn)象液面處鐵銹較多干燥劑①干燥空氣中②部分浸沒水中③浸沒水中④部分浸沒食鹽水中小結(jié)：⒉加速鐵制品銹蝕的因素：

酸或氯化鈉存在⒈導致鐵制品銹蝕的必要因素：

水和氧氣同時存在思考：根據(jù)銅綠的化學式Cu2(OH)2CO3分析銅生銹的條件又是什么？與氧氣、水和二氧化碳接觸CuCu2(OH)2CO3O2H20CO2自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？討論刷漆涂油鍍鉻怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機械表面涂防銹油在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能起保護作用的其他金屬。如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅防止鋼鐵制品生銹的方法：（1)隔絕空氣或氧氣(2)隔絕水具體方法:1.保持鐵制品表面干燥和潔凈2、在鐵制品表面涂一層保護膜：如刷油漆、涂油、電鍍、烤藍等3、制成合金鋼，如不銹鋼等2.怎樣保護金屬資源呢?一.防止金屬的腐蝕二.回收利用廢舊金屬三.合理有效開采礦物四.尋找金屬的代用品1、菜刀在下述情況下，發(fā)生銹斑的嚴重程度順序是（）①切濕咸菜后放置②切酸菜后放置③切完菜后洗凈擦干④切完菜后洗凈擦干，再抹一點花生油⑤切完菜后用水沖洗A①②③④⑤B⑤④①②③C④③⑤①②D②①⑤③④d練習：2、在下列各種情況下，埋在地下的鑄鐵輸氣管道被腐蝕速度最慢的是（）A在潮濕、疏松、透氣的土壤中

B在含沙粒較多、潮濕透氣的土壤中C在疏松、透氣、干燥的土壤中D在干燥、致密、不透氣的土壤中D3、在面盆、痰盆等鐵制品煉燒制搪瓷的目的是（）

A美觀和殺菌消毒作用

B增大厚度防止磨損

C防止鐵生銹且美觀D增大硬度防止撞壞C5、（10濰坊）取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別加入3支試管中，如圖所示的物質(zhì)進行實驗，試管中鐵釘銹蝕速度由快到慢的順序為（）

A．①②③

B．②①③

C．②③①

D．③①②B6、（10青島）鋼鐵是重要的金屬材料，在生產(chǎn)、生活中有廣泛的用途。建造北京奧運會主體育場“鳥巢”，就是用了大量的鋼鐵。（1）鋼鐵屬于______________（填“純凈物”或“混合物”）；（2）每年世界上鋼鐵的產(chǎn)量很高，鋼鐵的銹蝕也給人類帶來了巨大的損失。鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的__________和___________共同作用的結(jié)果；（3）為了防止鋼鐵銹蝕，人們常采用在其表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護膜的方法。這些方法都能防止銹蝕的共同原理是_________________________；混合物

水蒸汽

氧氣

隔絕氧氣

（4）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，反應過程如下：焦炭CO2COFe請寫出第③步反應的化學方程式：_________________________________________；（5）金屬礦物的儲量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的廢鋼鐵得到回收利用，其目的是_____________________________（填“合理開采礦物”或“節(jié)約金屬資源”）。過量空氣高溫①焦炭、高溫②赤鐵礦、高溫③3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2高溫節(jié)約金屬資源7、（09樂山）右圖所示是高爐煉鐵時高爐內(nèi)的化學變化過程：認真閱讀有關信息，回答下列問題：（1）將鐵從鐵礦石中還原出來的物質(zhì)是（填化學式）

；（2）取少量高爐中煉出的生鐵放入燒杯中，加入足量稀鹽酸，可觀察到的現(xiàn)象是

發(fā)生反應的化學方程式為

，當反應停止后，還可觀察到燒杯底部有黑色不溶物，該物質(zhì)是（填化學式）

，請設計一個簡單實驗證明你的判斷，簡要寫出主要操作和現(xiàn)象

Fe產(chǎn)生氣泡，溶液由無色變?yōu)闇\綠色

CFe+2HCl=FeCl2+H24、簡答題

將一根干燥的鐵絲彎成如圖所示的形狀,并將其兩端分別插入盛有水的燒杯甲中和盛有植物油的燒杯乙中,放置數(shù)天后,觀察鐵絲A,B,C三處表面發(fā)生的變化是否相同?若有不同則三處各有什么現(xiàn)象?A：生銹的最厲害B：有一點生銹C：不生銹4、請你解釋以下兩個事實：1）鋁比鐵容易氧化，但為什么鋁制品耐用而鐵制品卻容易銹蝕？鋁被氧化后在其表面形成一層致密的氧化膜，保護可鋁不再進一步被氧化；而鐵氧化易生銹，需要一層保護膜。2）為什么沿海，尤其是南方沿海地區(qū)的鋼鐵制品比北方容易銹蝕？沿海地區(qū)，氣候較潮濕，鐵在潮濕的空氣中更易被腐蝕。四、有關雜質(zhì)問題的計算例1、1000t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量：1000t×（1-20%）=800t純物質(zhì)的質(zhì)量=

不純物質(zhì)的質(zhì)量×物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)例2、