【素材】《金属资源的利用和保护》（人教）导学案.docx

金属资源的利用和保护成都市第二十中学化学组 张雪 王开英金属资源的利用和保护（第一课时） 一、学习目标：1.知道常见的用来提炼金属的矿石，记住可用来炼铁的矿石。2.了解炼铁的基本原理。3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。【课前预习】1.分析“真金不怕火炼”的原因，以及钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在，而是以化合物形式存在于各种矿物之中的原因。2.铁在自然界中以化合物形式存在于矿物中，我们怎样可得到铁单质？【情境导入】 二、自主探究： 知识点一：金属资源的存在方式与矿石【自学】 阅读课本P1516，回答下列问题：1.地壳中居前五位的元素含量由大到小的排列顺序为： ，地壳中含量最多的元素与含量最多的金属元素所形成的化合物的化学式为 。2.地球上的金属资源广泛的存在于和中，除少数很不活泼的金属如、等以形式存在外，其余都以形式存在。3.工业上把能 叫作矿石，常见的铁、铜、铝的矿石主要有哪些？主要成分是什么？知识点二：铁的冶炼【思考】P16常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分Fe3O4）、赤铁矿（主要成分Fe2O3）、菱铁矿（主要成分FeCO3）、黄铁矿（主要成分FeS2），你认为最适宜炼铁的两种矿石是 ，理由是 。（提示：可考虑铁元素的含量高低及在冶炼过程中对环境的影响大小）【观察】观察P17实验8-20“一氧化碳还原氧化铁”直玻璃管内试管内酒精灯处现象 色的氧化铁变为 色澄清石灰水 导管口有 色火焰化学方程式【交流讨论】1.实验开始时，先 ，再 ，这样做的目的是 。2.实验结束时，要先 ，再 ，原因是 。3.最后导气管中的气体为何要接一个燃着的酒精灯？ 。4.在一氧化碳与氧化铁的反应中，一氧化碳具有 性，做 剂。5.工业炼铁的主要设备是 ，原料是 、 、 、 等。7.距今2000多年前，我国劳动人民已经掌握了炼铁技术，他们将碳不完全燃烧，生成一氧化碳，在高温下用一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为铁。请写出上述两个反应的化学方程式、。8.工业炼铁中是否得到纯净的铁？ 【巧学妙记】上述实验可简记为：CO早出晚归，酒精灯迟到早退。工业炼铁中焦炭的主要作用： 燃烧产生大量的热量，提供高温条件；燃烧产物为CO，提供还原剂。知识点三：含杂物质的化学方程式计算【自学】课本P18例题，请完成以下题目：100吨含杂质3%的磁铁矿石中有多少四氧化三铁？200吨含三氧化二铁97%的赤铁矿石的质量是多少？含铁95%的生铁1000吨中纯铁的质量是多少？某炼铁厂利用含三氧化三铁80%的赤铁矿石100吨可得到含铁96%的生铁多少吨？【归纳小结】1.化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，因此，如果物质中含有杂质，要把杂质的质量除去，代入纯净物质的质量进行计算。2.不纯物质、纯物质和纯度之间的关系： 纯物质的质量=不纯物质的质量纯度 不纯物质的质量= 纯度 = 【交流学习】小组内互相检查做题情况，找出出错的地方。【合作学习】各组内互相交流出错较多的地方，互相纠正并讲解，还不明白的地方提出来有老师统一讲解。【补充练习】为检测某生铁产品的质量，取该生铁样品10.0g放入烧杯，加入一定量的稀硫酸，使之充分反应（杂质不与酸反应）后称量，发现反应后的烧杯中质量比反应前减少了0.34g。试计算：生铁样品中杂质的质量是多少克？生产100t这样的生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？【课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？【回顾反思】想想你有哪些疑惑？还有什么知识想进一步探究？ 三、自我测评【课堂练习】课本P22.351.下列金属在自然界主要以单质形式存在的是（ ）A铁 B铝 C镁 D银2.冶铁的原料中，除铁矿石、焦炭、空气，还应添加的是（ ）A一氧化碳 B石灰石 C二氧化锰 D碳化铁3.人类每年向地壳和海洋中索取大量的金属矿物资源，以提取数以吨计的金属。其中提取量最大的是( )A铜 B铝 C铁 D银4.某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中主要成分的质量分数为（ ）A.95% B.85% C.90% D.80%5.用一氧化碳与氧化铁反应炼铁时，可观察到直玻璃管中的现象是 ，反应的化学方程式是 ，试管内的现象是 ，反应的化学方程式是 ，酒精灯处反应的化学方程式是 。做该实验之前应先 ，然后 。目的是为了防止 。在该实验中最后加一个燃着的酒精灯的作用是，目的是 。6.用赤铁矿（主要成分是Fe3O4）为原料炼铁，主要反应的化学反方程式是_。在此反应中，氧化剂是_，还原剂是_，铁元素的化合价由_价变为_价。7.铁在地壳中含量居所有金属元素的第 位，由于铁的化学性质 ，所以铁在地壳中以 形式存在。常见的含铁的矿物有：磁铁矿（主要成分为 ）、赤铁矿：（主要成分为 ）。工业炼铁时，把 、 、 一起加入高炉，利用焦炭与氧气反应生成的 把铁从 里还原出来。8.铁匠师傅常采用将红热的铁器浸入水中急速冷却的方法增加铁器的硬度，此法称为“淬火”。红热的铁与水可生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为 ，基本反应类型是 。【中考直通车】9.下列有关铁的说法错误的是（ ） A地壳中铁元素含量排在第四位 B在铁制品表面镀锌可防锈 C用铁矿石与焦炭在高炉内炼钢 D生铁的含碳量比钢的含碳量高10.铁的下列性质中，属于化学性质的是（ ）A.有良好的延展性 B.在潮湿空气中容易生锈 C.能导电 D.能导热11.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题： (1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a( )( )( )。C装置中NaOH的作用是 。 (2)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。 (3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。 (4)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。12.莱芜素有“绿色钢城”之美誉，作为全国“钢铁十强企业”的莱钢集团为上海世博会各展馆的建设提供了数万吨钢铁材料。（1）莱钢炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图所示。其中焦炭的作用是_。（2）电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因。当两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时，因形成原电池，活泼性强的金属首先被腐蚀。利用这一原理，为了保护轮船的钢质外壳，通常在行驶的轮船外壳上连接_ （填“铜板”、“锌板”）。 （3）为了满足某些尖端技术发展的需要，人们又合成了许多新型合金材料。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生了_变化（填“物理”、“化学”），储氢合金属于_ （填“纯净物”、“混合物”）。【拓展延伸】13.冶炼2240吨含杂质3%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？请你根据化学方程式进行计算。本题还有其他解法吗？若有，说明依据并列式；若没有，可不必回答此问。14.将一氧化碳通入盛有12克氧化铁的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入一氧化碳至试管冷却，此时，试管内残留固体的质量为9.6克，计算反应生成的铁的质量。【作业布置】金属资源的利用和保护（第二课时） 一、学习目标：1.通过探究铁生锈的条件，掌握铁生锈的原因。2.会据铁生锈的条件，分析防锈措施。3.能列举保护金属资源的措施。【课前预习】一周前作准备，根据P19的活动与探究自己完成探究实验，完成下列问题。【提问】 【假设】 【设计实验】各小组内设计实验思路，然后进行实验。实验步骤现象结论试管中放一铁钉，注入蒸馏水，一半在水中，一半在空气中铁生锈的条件是 与 、水蒸气等发生 反应的过程，且铁锈不具有保护作用，原因是 试管中放一铁钉，注入蒸馏水至完全浸没试管烘干，放一铁钉，用橡皮塞塞紧试管口1.回忆金属活动性顺序表，说说铁是怎样的一种金属？2.铝不易被锈蚀原因是在空气中与氧气反应，形成致密的 ，而铁锈的主要成分是 ，很疏松，不起保护作用。3.保护金属资源除防止 外，另一条重要的有效途径是 。【情境导入】 二、自主探究：知识点四：钢铁的锈蚀与防护【自学】阅读P19-20，结合你们的实验结果，回答下列问题：1.铁制品锈蚀的实质：铁与空气中的、等发生的化学反应。铁锈的主要成分是。铁锈的特点是很，不能等反应，因此它可以全部被锈蚀。2.在金属活动性顺序中，铝比铁活泼，为什么生活中铁易生锈而铝却不生锈？【讨论】完成课本P20“讨论”3.如何防止铁生锈？ 保持铁制品表面的 与 。隔绝 ，在铁制品表面加 ：如 、 、电镀等。改变铁的组织结构：可制成耐腐蚀的合金，如 。知识点五：金属资源保护【自学】阅读课本P20-21，回答下列问题。1.为什么要对金属资源进行保护？2.保护金属资源的有效途径是哪些？防止金属 ； 金属的 ； 、 地开采矿物； 寻找金属的 。3.你知道哪些废旧金属可对环境造成污染？【课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？【回顾反思】想想你有哪些疑惑？还有什么知识想进一步探究？ 三、自我测评【课堂练习】课本P22.1.2.61.化学反应往往需要在一定的条件下进行。通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。下列所反映的措施中，能加快其化学反应速率的是（ ）A.铁门表面喷漆 B.冰箱保存食物C.用扇子扇煤炉火，火会更旺 D.将木头电线杆埋入地下的部分用火微微烧焦2.下列各种情况下，埋在地下的铸铁管道被锈蚀的速率最慢的是（ ）A.在潮湿、疏松、透气的土壤中 B. 在含铁元素较多的酸性土壤中C.在潮湿、致密、不透气的土壤中 D. 在干燥、致密、不透气的土壤中3.在车船表面刷油漆的目的是（ ）A.防止钢铁生锈且美观 B.可以增大硬度防止撞坏C.增大厚度、防止磨损 D.改变铁的颜色4.生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜线等可以归为一类加以回收利用，它们属于（ ）A铁矿石 B金属或合金 C氧化物 D非金属单质5.在切过咸菜的菜刀的同一面上选相近的三处进行下列实验：（1）一处用湿棉球湿润；（2）另一处用干布擦干；（3）第三处用干布擦干后，涂上一层食用油。放置一昼夜，观察菜刀三处表面哪一处最容易生锈 ，由此你得到何种启发 6.很多同学家里都有一些铁质劳动工具，如铁锹、锄头、镰刀等，不用时若保管不当，他们很容易生锈，请你思考一下，回答以下问题：铁质劳动工具为什么容易生锈？ 请说出一种除锈的方法 。若要防止铁质劳动工具生锈，作为家庭，一般可采取哪些措？ 。7.汽车 机器齿轮 门把手 锯条 铁洗脸盆 铁柜 铁轴 剪刀等常见铁制品，为防止它们生锈，通常适合采取下面哪一种方法（填序号）在其表面刷一层油漆 在其表面涂上机油 在其表面镀上其它金属 在其表面烧制搪瓷 使其表面氧化形成致密的氧化膜 【中考直通车】8.铜片长期暴露在空气中表面形成一层铜绿Cu2(OH)2CO3，下面物质与该变化无关的是（ ）ACO2 BO2 CH2O DN29.某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”用来吸收氧气和水分，以防止食品腐蚀。下列物质常温下能与空气中的氧气和水分发生化学反应，反应的产物又容易吸水，因而可用作“双吸剂”的是（ ）A熟石灰 B炭粉 C铁粉 D生石灰 10.菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是（ ） 切青菜后用清水冲洗切湿咸菜后未清洗切肥猪肉后放置 A B C D11.下列关于铁的叙述正确的是（ ）A.切过泡菜的菜刀比置于潮湿空气中的菜刀更易生锈 B.铁与稀盐酸反应，生成FeCl3和H2C.能用铁桶盛装农药波尔多液 D.用稀硫酸除铁锈，生成FeSO4和H2O12.磁铁矿的主要成分是： ；（填化学式）写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式： ；高炉炼铁得到的主要产品是 ；（填序号） A纯铁 B生铁 C钢铁生锈的主要条件是铁与水和 直接接触。13.人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁常以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。炼铁过程中，一氧化碳和赤铁矿（主要成分为Fe2O3）反应的化学方程式为 。我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很惊人。人们常采取在铁制品表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，以防止其锈蚀。上述方法所依据的原理是 。我国矿物储量很丰富，但人均占有量并不多，请保护金属资源！下面几种做法中，可有效保护金属资源的是 （填字母）。a.回收利用废旧金属制品；b.任意开采铁矿石；c.铁制品不加处理，存放在潮湿的环境中；d.寻找、开发金属的代用品；14.铁、铝、铜市日常生活中使用最广泛的金属。上述三种金属中，人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，原因是 （填序号）。A.三者在地壳中的含量，铜元素最高，铝元素最低B.三者的金属活动性，铜元素最弱，铝元素最强C.在自然界中，铜元素主要以单质形式存在，铝元素以化合物形式存在。常温下一些金属的物理性质数据如下：金属单质铜铝锌铁铅导电性（以银的导电性为100作标准）996127177.9密度/（gcm3）8.922.707.147.8611.3熔点/10836604191535328硬度（以金刚石的硬度为10作标准）2.5-32-2.92.54-51.5分析上述数据，碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，原因是 铜器长期暴