化学人教版九年级下册课题3　金属资源的利用和保护.ppt

课题3金属资源的利用和保护,学习目标：1.能说出铁、铝、铜等常见金属的矿物，能记住炼铁的原理和方法。2.能运用化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。3.能记住金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。4.能说出废旧金属对环境的影响，能说出回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。重点：1.金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法2.运用化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算难点：运用化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算,自主探究：知识点1：金属资源的存在方式与矿石【阅读】课本，完成以下题目：1、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。2、工业上把能叫作矿石，常见的矿石有等知识点2：铁的冶炼【阅读】课本，完成以下题目：3、把铁矿石炼成铁是一个复杂的过程:工业上炼铁时，把和、一起加入，在下，利用与反应生成的把铁从铁矿石还原出来。4、按课本图820实验时，可以看到的现象是：，写出该反应的化学方程式：,碳,海洋,金,银,单质,化合物,提炼金属的矿物质,赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、铝土矿、黄铜矿、辉铜矿,铁矿石,焦炭,石灰石,高炉,高温,地壳,氧气,一氧化碳,黑色变为红色，石灰水变浑浊,3COFe2O3,2Fe3CO2,知识点3：含杂物质的化学方程式计算5、用2000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以炼出含96%的生铁多少吨？知识点4：铁制品锈蚀的条件6、铁制品锈蚀，实际上是铁与空气中的、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。知识点5、金属资源保护7、为什么要对金属资源进行保护？8、保护金属资源的途径主要有：；。,解：2000t80%256/160100%96%=1167t答：可以炼出含96%的生铁1167吨,氧气,水蒸气,三氧化二铁,疏松,与氧气和水蒸气的反应,金属矿物质的储量是有限的，并且不可再生,防止金属腐蚀,金属回收利用,合理开采矿物质,寻找金属的替代品,人类生活离不开金属,金属元素在地壳中的含量,资料,赤铁矿,黄铁矿FeS2,菱铁矿FeCO3,铝士矿,黄铜矿,辉铜矿,Fe2O3,矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。,孔雀石Cu2(OH)2CO3,赤铜矿Cu2O,磁铁矿（主要成分Fe3O4）,金属元素在自然界中的存在,金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式存在；,我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界观上也占有重要志地位。,大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。,现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰,一氧化碳还原氧化铁,实验室,相关的化学方程式：,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O,2CO+O22CO2,点燃,高温,用酒精灯点燃尾气的作用是,防止一氧化碳污染空气,一.铁的冶炼,1、原料：,黄铁矿FeS2,赤铁矿Fe2O3,菱铁矿FeCO3,磁铁矿Fe3O4,2、原理：,在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来,石灰石、铁矿石焦炭、空气,3、设备：高炉,化学方程式：,70%,48.27%,46.67%,72.41%,含铁量,一.铁的冶炼,工业上,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。,高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来,工业上,工业上,炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。,有关杂质问题的计算,例:1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？,解：氧化铁的质量：1000t80%=800t,设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO=2Fe+3CO21602X56800tX,800tx=560t256x,高温,=,折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=583t,答：1000t可炼出生铁为583t。,解：铁的质量：2000t(1-3%)=1940t,设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO=3Fe+4CO2232168X1940t,高温,232xx=2679t1681940t,=,折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t,答：磁铁矿石的质量为2977t。,资料一：人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用等）。,资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%40%。,二、金属资源保护,1、金属的腐蚀和防护（1）铁制品锈蚀条件的探究,现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。,铁生锈条件的探究,一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中二、在试管2中注入冷却的沸水，使其侵没铁钉，上面加上植物油并塞紧橡皮塞三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞,一周后,铁钉浸没一半在水中：铁在空气、水的界面处生锈铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）：铁未生锈铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）：铁未生锈,全浸在水中,一半在水中,干燥空气中,铁生锈条件的探究,生锈,不生锈,不生锈,铁既与水接触，又与氧气接触,铁只与水接触,铁只与氧气接触,在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）,铁,在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！,铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它是一种疏松多孔的物质,铁锈,铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,疏松多孔,完全锈蚀,致密结实,使铝“自我保护”,铁,铁锈,与空气（氧气）接触,与水接触,金属防腐蚀的方法：,改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净,（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水,怎么防止钢铁生锈呢？,在车船的表面喷油漆,在机械表面涂防锈油,在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷,此外，还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬,镀铜,讨论,1、在实际生活和生产中我们应该采取哪些具体方法来防止铁制品生锈呢？,防止铁制品生锈的具体方法为：保持铁制品表面干燥和洁净在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等制成合金钢，如不锈钢,讨论,2、自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？,答：刷漆、涂油、镀铬等,讨论,3、对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？废品收购站为什么要收购废铁、废铜、和易拉罐等金属？,二、金属资源保护,2、金属资源保护,（2）回收和利用废旧金属,据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁的90%以上的金得到了回收利用。废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染。,你知道吗？,讨论,废弃金属的回收有什么意义？,可节约金属资源由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品可减少金属对环境的污染,二、金属资源保护,2、金属资源保护（1）防止金属腐蚀,（2）回收和利用废旧金属,（3）合理开采矿物（4）寻找金属的代用品（5）物尽其用,课堂小结,1、生铁的冶炼是一个复杂的过程，其主要反应原理是一氧化碳夺取铁矿石里的氧，把铁还原出来：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,2、在实际生产中，所用的原理或产物一般都含有杂质，在计算用料或产量时，应该注意杂质问题。,3、铁生锈的主要条件是与空气和水直接接触。防止生锈的方法就是控制一个或两个条件。如铁制品表面涂油、刷漆、镀一层金属等。,4、保护金属资源的有效途径是防止金属锈蚀、回收利用废旧金属、合理有效的开采矿物，以及寻找金属的替代品。,当堂达标1、下列金属在自然界中主要以单质的形式存在的是（）A.FeB.AlC.ZnD.Au2、下列物质中不是炼铁高炉中投放的基本原料的是（）A.铁矿石B.石灰石C.焦炭D.生铁3、下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是（）A.在潮湿、疏松、透气的土壤中B.在呈酸性的土壤中C.在干燥、致密、不透气的土壤中D.在含沙粒较多，潮湿透气的土壤中4、有关金属资源的叙述错误的是（）A.地球上的金属资源大多以化合物形式存在B.目前世界上年产量最高的金属是铁C.地球的金属资源是有限的，而且不能再生D.保护金属资源的唯一途径是不开采5、铝土矿主要成分的化学式是。工业生产中，通过电解氧化铝得到铝和氧气，该反应的化学方程式是,4Al+3O2,Al2O3,Al2O3,D,D,C,D,6、某同学使用如图所示装置试验一氧化碳与氧化铁的反应，请回答下列问题。（1）实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为，说明有生成，B装置中出现的现象为，说明有生成。（3）由上述实验可知，一氧化碳具有性，在我们学过的物质中，具有这种性质的还有和，因此，他们在工业上常用来.（4）在C处放置燃着的酒精灯，目的是。,黑色变为红色,铁,石灰水变浑浊,二氧化碳,还原,碳,氢气,冶炼金属,尾气处理,7、钢铁在的空气中难生锈，在的空气中容易生锈。钢铁生锈实际上是铁、和等物质