金屬資源的利用和保護(hù)九年級化學(xué)人教版（2024）下冊

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)8.3金屬礦物

鐵的冶煉

金屬資源保護(hù)核心素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過探究鐵的冶煉和金屬銹蝕條件，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、實事求是的科學(xué)態(tài)度?；瘜W(xué)觀念：建立“金屬礦物是重要資源，通過化學(xué)方法可實現(xiàn)金屬從礦石到單質(zhì)的轉(zhuǎn)化”的觀念；理解“金屬腐蝕是化學(xué)反應(yīng)，可通過改變條件防護(hù)”的化學(xué)認(rèn)知。科學(xué)思維：借助鐵冶煉原理分析、金屬銹蝕實驗探究，培養(yǎng)邏輯推理、歸納總結(jié)和實驗探究能力；運(yùn)用化學(xué)知識解決金屬資源利用和保護(hù)問題，提升創(chuàng)新思維。重點鐵的冶煉原理及相關(guān)計算；探究鐵釘生銹條件及金屬防銹措施；金屬資源保護(hù)的途徑和意義。難點理解鐵冶煉過程中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)及原理；從微觀角度認(rèn)識金屬腐蝕的本質(zhì)；綜合運(yùn)用知識解決金屬資源利用和保護(hù)中的實際問題。課前導(dǎo)入課前導(dǎo)入生活中我們隨處可見金屬制品，從日常的鐵鍋、自行車，到宏偉的橋梁、高樓大廈的鋼筋結(jié)構(gòu)，金屬在人類生活和生產(chǎn)中扮演著重要角色。但地球上的金屬資源并非取之不盡、用之不竭，而且很多金屬還面臨著生銹腐蝕的困擾。古代人是如何冶煉金屬的？我們又該如何保護(hù)這些珍貴的金屬資源呢？今天，就讓我們一起走進(jìn)“金屬資源的利用和保護(hù)”，探尋金屬背后的奧秘，為金屬資源的可持續(xù)利用貢獻(xiàn)智慧01金屬礦物金屬資源的存在地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除了金、銀等有單質(zhì)形式存在，金屬多以化合物的形式存在。自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀金屬資源的存在大多數(shù)金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的。我國是世界上為數(shù)不多的已知金屬礦物種類比較齊全的國家之一，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。常見的金屬礦石的名稱和主要成分如下：金屬礦石赤鐵礦磁鐵礦鋁土礦赤銅礦金紅石軟錳礦主要成分Fe2O3Fe3O4Al2O3Cu2OTiO2MnO2鐵的冶煉→利用：春秋戰(zhàn)國時期，我國已生產(chǎn)和使用鐵器；

戰(zhàn)國時期，鐵制工具的大量使用提高了生產(chǎn)力水平?！涊d：《天工開物》中有我國古代煉鐵的記載?！短旃ら_物》記載的我國古代煉鐵示意圖工業(yè)煉鐵→煉鐵原理：在高溫下，利用高爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來?！希鸿F礦石、焦炭、石灰石、空氣?！I(yè)煉鐵的產(chǎn)品：生鐵（含碳量2%~4.3%的鐵合金，不是純鐵）。高爐內(nèi)發(fā)生的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)

有關(guān)化學(xué)反應(yīng)中雜質(zhì)問題的計算【原理】

→實際生產(chǎn)過程中，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)。在計算用料和產(chǎn)量時，應(yīng)考慮雜質(zhì)問題。→化學(xué)方程式所表示的各物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的質(zhì)量關(guān)系，是純凈物之間的質(zhì)量關(guān)系。因此在計算中必須將含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量再進(jìn)行計算。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)中雜質(zhì)問題的計算【計算公式】

有關(guān)化學(xué)反應(yīng)中雜質(zhì)問題的計算【計算步驟】

（1）將含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量（2）將純凈物的質(zhì)量帶入化學(xué)方程式進(jìn)行計算（3）將計算得到的純凈物質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量【例】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?1000t×80％=800t解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為x。

160

2×56800t

xx=560t答：理論上可煉出含鐵96％的生鐵583t。

02金屬資源保護(hù)鐵釘生銹的條件探究實驗現(xiàn)象及分析→實驗現(xiàn)象：鐵釘生銹，水面處銹蝕嚴(yán)重?！鷮嶒灧治觯鸿F釘同時與水、氧氣接觸，易生銹?！鷮嶒灛F(xiàn)象：鐵釘沒有生銹?！鷮嶒灧治觯鸿F釘只與水接觸而不與氧氣接觸，不易生銹。實驗現(xiàn)象及分析→實驗現(xiàn)象：鐵釘沒有生銹?！鷮嶒灧治觯鸿F釘只與干燥的空氣接觸而不與水接觸，不易生銹?！鷮嶒灲Y(jié)論：鐵生銹的條件是鐵與水、氧氣同時接觸，即鐵生銹是鐵與水、氧氣共同作用的結(jié)果。防止鐵制品的銹蝕【原理】

破壞鐵制品銹蝕的條件，使鐵制品隔絕空氣或水。只要破壞其中一個條件，鐵就不能生銹【防止鐵生銹的方法】①保持鐵制品潔凈和干燥；②在鐵制品表面涂上一層保護(hù)膜，如涂油、噴漆、電鍍、搪瓷、烤藍(lán)；③改變鐵的組織結(jié)構(gòu)，制成合金，如不銹鋼。保護(hù)金屬資源【保護(hù)金屬資源的必要性】①金屬礦物的儲量有限且不能再生；②隨意丟棄廢舊金屬會造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染【保護(hù)金屬資源的有效途徑】①防止金屬銹蝕；②回收利用廢舊金屬；③有計劃、合理地開采金屬礦物；④尋找金屬的代用品等。稀土資源的利用和保護(hù)稀土元素是儲量較少的一類金屬元素的統(tǒng)稱，有“工業(yè)的維生素”的美譽(yù)，是重要的戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于新能源、新材料、航空航天、電子信息等尖端科技領(lǐng)域。稀土資源是不可再生的，過度開采會面臨枯竭。我國針對稀土資源開采已有相應(yīng)的措施，如制定并實施了稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，對稀土出口實行配額管理等。說到我國的稀土，必須感謝一位國際著名的中國化學(xué)家，他就是2008年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者徐光憲院士。徐光憲和他的團(tuán)隊研發(fā)了稀土分離技術(shù)，使我國能夠自主分離稀土產(chǎn)品，打破了發(fā)達(dá)國家在國際稀土市場上的壟斷地位。03課堂小結(jié)04課堂練習(xí)1.下列有關(guān)鐵制品銹蝕與保護(hù)的說法不正確的是()A．鐵與氧氣、水等反應(yīng)導(dǎo)致鐵制品銹蝕 B．將鐵制成不銹鋼能減緩銹蝕C．銹蝕的鐵制品沒有任何利用價值 D．鐵欄桿表面刷漆能減緩銹蝕C2.下列關(guān)于資源、能源的敘述正確的是()A．回收利用廢舊金屬，雖不能減少對環(huán)境的污染，卻可以節(jié)約金屬資源B．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%C．目前已制得的合金只有90余種D．金屬資源只有金、銀以單質(zhì)的形式存在，其余都以化合物形式存在BD3.煉鐵工業(yè)中高爐煤氣的一種新的處理過程如圖所示，有關(guān)該過程的敘述錯誤的是()A．可減少CO2的排放B．Fe3O4和CaO均可循環(huán)利用C．H2、CO在過程①體現(xiàn)還原性D．在反應(yīng)中C、H、Fe、Ca的