金屬資源的利用與保護（課件）2023-2024學(xué)年人教版九年級下化學(xué)

人教版九年級化學(xué)下冊課題3金屬資源的利用和保護第1課時鐵的冶煉第八章金屬和金屬材料1.金屬元素在地殼中的含量元素名稱質(zhì)量分數(shù)/%鋁7.73鐵4.75鈣3.45鈉2.74鉀2.47鎂2.00鋅0.008銅0.007銀0.00001金0.0000005地殼中含量最高的金屬元素是——鋁2.金屬在自然界存在的形式地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物的形式存在。自然界中以單質(zhì)形式存在的金自然界中以單質(zhì)形式存在的銀3.常見的金屬礦石赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）地球上金屬資源很豐富，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。在所有金屬中，含量最大的是鋁，而提取量最大的是鐵。1.下列有關(guān)金屬的說法，正確的是(

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AA.金、銀在自然界中多以單質(zhì)的形式存在B.在地殼中含量最高的金屬元素是鐵C.常見的鐵礦石中鐵元素以單質(zhì)的形式存在D.人類每年從自然界中提取量最大的金屬是鋁

例題早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。我國古代煉鐵圖寶鋼煉鐵高爐鐵礦石主要成分含鐵量赤鐵礦Fe2O370%磁鐵礦Fe3O472%菱鐵礦FeCO348%黃鐵礦FeS247%以上四種鐵礦石中，哪幾種鐵礦石更適合煉鐵？我國為紀念1996年鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票。2010年中國粗鋼產(chǎn)量已超過6億噸。鐵的冶煉原理是什么？【2023江蘇蘇州調(diào)研】科技創(chuàng)新助力煉鐵低碳綠色發(fā)展，鋼鐵工業(yè)是我國推進綠色發(fā)展的重點。從環(huán)保角度分析，下列礦石（括號中為其主要成分的化學(xué)式）中最不宜煉鐵的是(

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C

【解析】選項中最不適宜用來煉鐵的是黃鐵礦，因為黃鐵礦中含有硫元素，在冶煉過程中可能會產(chǎn)生污染空氣的二氧化硫氣體，故選C。歸納總結(jié)冶煉金屬時，選擇礦石應(yīng)遵循的原則：①需提煉金屬的含量高；②礦石在冶煉過程中對環(huán)境污染小。例題1.CO還原氧化鐵實驗藥品化學(xué)原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫實驗裝置氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳氣體如圖所示。①檢查裝置的氣密性；②加熱前，點燃處理尾氣的酒精燈，通入CO；③點燃酒精噴燈加熱；④實驗結(jié)束后，先停止加熱，繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻。實驗步驟①紅棕色的物質(zhì)變?yōu)楹谏虎诔吻宓氖宜儨啙?；③尾氣燃燒并產(chǎn)生藍色火焰。實驗現(xiàn)象思考與交流1．實驗開始前，為什么要先通入CO氣體再加熱？2．實驗結(jié)束后前，為什么要停止加熱再停止通入CO？排盡玻璃管內(nèi)的空氣，以免加熱時玻璃管內(nèi)CO與空氣混合發(fā)生爆炸。防止新生成的鐵粉被氧化；防止液體倒吸，使玻璃管炸裂。一氧化碳早出晚歸，酒精噴燈遲到早退。[2023內(nèi)江二模]下圖是實驗室模擬工業(yè)煉鐵的裝置。下列有關(guān)說法不正確的是(

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C

例題

2.工業(yè)煉鐵原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫原料鐵礦石：提供鐵元素焦炭：提供還原劑，提供能量空氣：提供反應(yīng)所需氧氣石灰石：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣設(shè)備高爐產(chǎn)物生鐵（主要含鐵）思考與交流鐵礦石與氧化鐵，鐵與生鐵之間有什么關(guān)系？鐵礦石Fe2O3Fe

混合物化合物（純凈物）單質(zhì)（純凈物）生鐵（主要含鐵）合金（混合物）

物質(zhì)的純度=×100%

不純物的總質(zhì)量純凈物的質(zhì)量

例題課堂小結(jié)鐵的冶煉鐵的冶煉礦石的種類原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣計算：含雜質(zhì)物質(zhì)的相關(guān)計算赤鐵礦（主要成分Fe2O3）、磁鐵礦（主要成分Fe3O4）、鋁土礦（主要成分Al2O3）原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫

AA.赤鐵礦

B.磁鐵礦

C.菱鐵礦

D.鋁土礦

隨堂訓(xùn)練2.【2022河北唐山期末】把赤鐵礦、焦炭和石灰石一起加入高爐中進行冶煉，下列說法正確的是(

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BA.高爐煉鐵得到的產(chǎn)物是純鐵B.鐵礦石和焦炭是工業(yè)煉鐵的重要原料C.煉鐵原料中焦炭的主要作用是直接將氧化鐵還原為鐵D.石灰石用于除去尾氣【解析】把赤鐵礦、焦炭和石灰石一起加入高爐中進行冶煉，得到的產(chǎn)物是生鐵，不是純鐵，A錯誤；工業(yè)煉鐵的原料有焦炭、鐵礦石、石灰石等，B正確；煉鐵原料中焦炭和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，放出大量的熱，提供能量，焦炭和二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳，提供還原劑一氧化碳，一氧化碳將氧化鐵還原為鐵，C錯誤；高爐煉鐵時，石灰石的作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣除去，D錯誤。3.【2023陜西西安調(diào)研】進行如圖所示實驗時，下列說法中正確的是(

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C

4.下列關(guān)于工業(yè)煉鐵的敘述錯誤的是(

)

C

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。試設(shè)計實驗以證明鐵制品銹蝕的條件。鐵生銹條件的探究1.金屬的腐蝕與防護半截浸沒在水中浸沒在水中（有植物油）在干燥空氣中在水與空氣的交界面最易生銹(有水和Ｏ2)不生銹(有水無O2)

不生銹(有O2無水)

鐵與氧氣和水同時接觸。鐵生銹的條件：鐵銹(主要成分是Fe2O3·xH2O)是一種疏松多孔的物質(zhì)，能讓空氣中的氧氣和水分穿過它的空隙，不斷向內(nèi)滲透，持續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。鐵

銹氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質(zhì)比較

鐵銹

(Ｆe2Ｏ3)氧化鋁

(Al2O3)結(jié)構(gòu)特點若不除去結(jié)果疏松多孔完全銹蝕致密結(jié)實使鋁“自我保護”鐵鐵銹與空氣（氧氣）接觸與水接觸鐵銹和氧化鋁

根據(jù)鐵生銹的原因，應(yīng)如何防止鐵制品生銹呢？1.隔絕水；2.隔絕氧氣；3.同時隔絕氧氣和水。思考破壞鐵生銹的條件1）.保持鐵制品表面干燥和潔凈比如：家里的菜刀和鍋，每次用完后都會洗凈擦干。防止鐵制品生銹的具體方法：「罐頭盒」是由鍍錫鐵制成鍍鉻的浴室水籠頭2）.在鐵制品表面形成保護層

刷油漆、涂油等（物理方法）電鍍上一層耐腐蝕的金屬（鍍鉻、鋅、錫）、通過化學(xué)反應(yīng)使表面形成致密的氧化物薄膜等防止鐵制品生銹的具體方法：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？刷油漆涂油鍍鉻平時要保持自行車的潔凈與干燥（或涂油）思考用不銹鋼制造的器具3）.制成合金，如不銹鋼防止鐵制品生銹的具體方法：破壞金屬腐蝕的條件(1)干：保持金屬制品表面潔凈和干燥（改善腐蝕環(huán)境）(2)膜：加保護膜，如刷油漆，涂油，電鍍等。(3)合：制成合金，提高金屬抗腐蝕的能力。小結(jié)防止金屬腐蝕12原

理方

法2.金屬資源保護據(jù)估計一些礦物可供開采的年限

應(yīng)怎樣保護金屬資源呢？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20%~

40%。資料二：礦物的儲量有限，而且不能再生。一些礦物、可供開采的年限思考保護金屬資源的有效途徑是應(yīng)有計劃合理地開采礦物，嚴禁不顧國家利益的亂采礦?！吨腥A人民共和國礦產(chǎn)資源保護法》中，加大了對嚴重破壞礦產(chǎn)資源的采礦行為的行政處罰和刑事處罰力度2.金屬資源保護合理開采

1節(jié)約煤炭和礦石資源垃圾分類，從我做起。請不要再隨意扔掉這些有用的資源，將它們賣給廢品回收企業(yè)、投放到設(shè)置在居住區(qū)公共區(qū)域“可回收物”容器中2.金屬資源保護2回收利用

廢金屬不但造成資源浪費，還會產(chǎn)生隔、汞等有毒金屬對環(huán)境的污染。日本水俁病事件在現(xiàn)實生活中廢舊電池的污染已成為相當(dāng)嚴重的問題，我們?nèi)粘Ｋ玫钠胀ǜ呻姵?。它們都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅、鎳等各種金屬物質(zhì)。廢舊電池被遺棄后，電池的外殼會慢慢腐蝕，其中的重金屬物質(zhì)會逐漸滲入水體和土壤，造成污染。如果人一旦食用受污染的土地生產(chǎn)的農(nóng)作物或是喝了受污染了的水，這些有毒的重金屬就會進入人的體內(nèi)，慢慢的沉積下來，對人類健康造成極大的威脅！據(jù)測量一節(jié)一號電池爛在土壤里，可以使一平方米土地失去利用價值；一個扣鈕電池可以污染60萬升水，相當(dāng)于一個人一生的飲水量。廢舊電池造成的污染是驚人的。廢舊電池的污染及危害隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料層出不窮。玻璃纖維增強塑料制造的破冰斧2.金屬資源保護尋找替代品

3金屬資源的利用和保護金屬資源保護金屬的銹蝕與防護防止生銹的措施鋼鐵銹蝕原因與氧氣、水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)廢舊金屬的回收利用防止金屬腐蝕合理開采礦物尋找金屬代用品小結(jié)小結(jié)（一）鐵生銹的主要條件是與空氣和水（或水蒸氣）直接接觸。如果隔絕空氣和水，就能在一定程度上防止鋼鐵生銹。防止鐵制品生銹可采取以下措施：(1)．鐵制品要放置在干燥的環(huán)境中；(2)．在鐵制品表面涂上一層保護膜，如可涂油、刷漆。(3)．在鐵制品表面鍍上其他金屬；(4)．在鐵制品鐵表面形成一層致密的氧化膜，例如烤藍。(5)．改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成合金，如將鐵制成不銹鋼。（二）保護金屬資源的途徑(1)防止金屬腐蝕(2)回收和利用廢舊金屬(3)合理開采礦物(4)尋找金屬代用品1.金屬防銹既可以節(jié)約資源，又能美化環(huán)境．下列鋼鐵制品經(jīng)過如下處理后，防銹效果最差的是（）A.經(jīng)常在表面涂油的大型鋼制機械B.涂上防銹漆后的“遼寧”號航母艦體外殼C.擦洗干凈后長期存放在室外的大型鐵制農(nóng)