《金屬資源的利用和保護(hù)》課件-人教版

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)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等礦，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。2.會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。3.了解金屬腐蝕的條件以及防止金屬腐蝕的簡單方法。4.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(hù)的重要性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。

人類生活離不開金屬金屬有廣泛的用途，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圖8-15自然界以單質(zhì)形式存在的金圖8-16

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、銀等以單質(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)赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁士礦黃銅礦輝銅礦

孔雀石Cu2(OH)2CO3赤銅礦

Cu2O磁鐵礦（主要成分Fe3O4）磁鐵礦（主要成分Fe3O4）赤鐵礦（主要成分Fe2O3）想一想：⑴假如你是煉鐵廠的廠長，你認(rèn)為哪種礦石最不適宜作為工業(yè)煉鐵的原料?哪種最適宜？

⑵除了焦炭和一氧化碳可以還原出鐵來，氫氣也可以。你準(zhǔn)備選用哪種物質(zhì)來煉鐵？70%62.4%48.3%46.7%一.鐵的冶煉現(xiàn)象分析反應(yīng)式尾氣處理紅色的粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁一氧化碳還原氧化鐵生成鐵粉(黑色)和二氧化碳1、實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵（煉鐵的原理）①用燃著的酒精燈將尾氣點(diǎn)燃②用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：

用磁鐵吸引(或加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生)實(shí)驗(yàn)步驟：1、檢查裝置氣密性2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點(diǎn)燃右邊酒精燈4、通入一氧化碳?xì)怏w5、點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱7、待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳，然后熄滅右邊酒精燈注意：應(yīng)先通CO后加熱，實(shí)驗(yàn)完畢后繼續(xù)通CO直到試管冷卻（即：CO“早出晚歸”，酒精燈“遲到早退”）。先通CO后加熱，是為了將玻璃管中的空氣排盡，防止加熱時(shí)可能發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)完畢后，先停止加熱，繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻，是為了防止高溫下的生成物鐵與氧氣接觸而被氧化，同時(shí)還可防止石灰水倒吸。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫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⑴原理：

在高溫條件下，利用焦炭與O2反應(yīng)生成的CO把鐵從鐵礦石中還原出來。⑵設(shè)備：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫CO2＋C2CO

高溫C

+

O2

CO2

點(diǎn)燃請看視頻

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)算用料和產(chǎn)量時(shí),應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。不純物質(zhì)、純物質(zhì)、純度之間的關(guān)系：代入化學(xué)方程式中計(jì)算的數(shù)據(jù)，必須是純凈物的質(zhì)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[例題]用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸？解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：1000t×80％=800tFe2O3+3CO＝2Fe+3CO2高溫160112800txx=560t折合為含鐵96％的生鐵的質(zhì)量為

560t÷96％=583t答：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵583t⑵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：⑴生鐵中含純鐵：3000t×(1－5%)=2850t.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2112X·85%2850t

高溫160X·85%=1122850tX≈4790t

答：⑴該3000t生鐵中含純鐵2850t。⑵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.某煉鋼廠日產(chǎn)含雜質(zhì)5%的生鐵3000t，試計(jì)算：⑴該3000t生鐵中含純鐵多少噸？⑵該煉鋼廠每天需含F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的赤鐵礦石多少噸？（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）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱①

，②

。

(2)實(shí)驗(yàn)過程中，先要進(jìn)行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加熱Ⅱ．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

。鐵架臺試管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2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）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水變渾濁①②3.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。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu約6000年前約200年前約600年前約2500年前⑴選擇編號填空：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

。①鋁的密度?、阡X很活潑③地殼中鋁的含量高④鋁的表面易生成致密的保護(hù)膜②①④⑵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)方程式

；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是：

。用磁鐵吸引(或加稀鹽酸有氣泡)3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高溫⑶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)燃導(dǎo)管一端用水潤濕后旋轉(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)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：⑴每年大量開采(數(shù)以億噸計(jì))⑵每年大量的金屬被腐蝕(相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%)P17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(hù)的方法和廢舊金屬的回收利用。金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損失。1.金屬的腐蝕和防護(hù)鐵軌的銹蝕鐵釘?shù)纳P——a.在干燥空氣中b.浸沒在水中c.半截浸沒在水中鐵的生銹過程哪種條件下,鐵最易生銹?為什么?不生銹(有水無O2)

不生銹(有O2無水)在水與空氣的交界面最易生銹————植物油abc請思考：用橡皮塞塞緊管口(同時(shí)有水和Ｏ2)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：⑴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:⑵反應(yīng)物要能相互接觸；⑶生成物不會對反應(yīng)起阻礙作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3·XH2O

(緩慢氧化)怎么防止鋼鐵生銹呢？在車船的表面噴油漆在機(jī)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(hù)作用的其他金屬。如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅防止鐵生銹的方法(破壞鐵生銹的條件即可)：P18表1.保持鐵制品表面的潔凈和干燥。

2.在鐵制品表面涂上一層保護(hù)膜【如：涂油、刷油漆、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，就是在鋼中加入少量鎳和鉻而制成的合金。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？刷油漆涂油鍍鉻

圖8-25據(jù)估計(jì)一些礦物可供開采的年限2.金屬資源保護(hù)⑴為什么要保護(hù)金屬資源？礦物的儲量是有限的，而且不能再生。2、怎樣保護(hù)金屬資源呢?⑴防止金屬的腐蝕。⑵金屬的回收利用。⑶有計(jì)劃,合理地開采礦物,嚴(yán)禁不顧國家利益的亂采礦。⑷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()CBA.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)常會被銹蝕。

下列做法中不能起防銹作用的是（）①在鐵制品表面鍍鋅②在鐵制品表面涂油脂③保留鐵件表面的鐵銹作保護(hù)層④在鐵器表面刷油漆⑤自行車臟了用清水沖洗⑥用廢酸液沖洗鐵制污水管道⑦切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干A.②⑤

B.③⑤⑥

C.①③⑦

D.②⑥⑦

B4.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。⑴請你幫助該學(xué)生完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：編號操作方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁探究鐵在干燥空氣中的生銹情況B放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油液封C探究鐵在有空氣和水時(shí)的生銹情況加熱烘干試管，小心放入鐵釘，塞上塞子

探究鐵在有水而無空氣（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⑵一周后，編號為________的試管中的鐵釘最易生銹。⑶用相同材料制作，經(jīng)過相同時(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空氣（氧氣）時(shí)鐵在有空氣和水時(shí)用植物油液封用橡皮塞塞緊管口練習(xí)：1、某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76％的赤鐵礦石，該廠理論上可以日產(chǎn)含F(xiàn)e98％的生鐵多少t?2、冶煉2000t含雜質(zhì)3％的生鐵，需要含90%Fe2O3的赤鐵礦石多少t?4.某課外興趣小組對一批鐵樣品（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：

請你認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：⑴哪位同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)；⑵計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；⑶若生產(chǎn)1000t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？甲乙丙燒杯＋稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g(燒杯的質(zhì)量為25.4g；計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)解：⑴分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙、丙三人的實(shí)驗(yàn)生成氫氣的質(zhì)量都是0.3g(如甲為200g+9g-208.7g＝0.3g),即每人的實(shí)驗(yàn)中都有一種反應(yīng)物已反應(yīng)完。由甲、乙數(shù)據(jù)可知，9g鐵樣品中的鐵完全反應(yīng)，甲中的酸過量。由乙、丙數(shù)據(jù)可知，(150g－25.4g)＝124.