课题3金属资源的利用与保护(第一课时)

1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第一课时第一课时P15判断常见金属活泼性的方法判断常见金属活泼性的方法常见金属的活动性顺序如下：常见金属的活动性顺序如下：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性，由强逐渐减弱金属活动性，由强逐渐减弱金属活动性顺序可以作为金属能否在溶液中发生置换金属活动性顺序可以作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据。反应的一种判断依据。 金属与氧气反应的难易程度金属与氧气反应的难易程度（金属越活泼，反应越容（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）易

2、，越剧烈） 金属与酸反应的剧烈程度金属与酸反应的剧烈程度。氢氢前金属前金属+盐酸（稀硫酸）盐酸（稀硫酸）（置换反应）（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）（置换反应）（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）金金属与酸不能反应属与酸不能反应（排在（排在氢氢后面）后面） 金属能否与金属化合物的溶液反应金属能否与金属化合物的溶液反应。（位于（位于前前面的金面的金属能把位于属能把位于后后面的金属从它的化合物的溶液中置换出来）面的金属从它的化合物的溶液中置换出来）1、下列物质能否发生反应？写出能反应的化学方程式。、下列物质能否发生反应？写出能反应的化学方程式。（1）银与稀盐酸）银与稀盐酸 （2）铁与稀硫酸）铁与稀

3、硫酸 （3）锌与硫酸铜溶液（）锌与硫酸铜溶液（4）铜与硫酸）铜与硫酸 铝溶液铝溶液（5）铝与硝酸银溶液）铝与硝酸银溶液2、填写下列表格（、填写下列表格（“混合物混合物”栏中括号内为杂质）。栏中括号内为杂质）。混合物混合物除去杂质的化学方程式除去杂质的化学方程式主要操作步骤主要操作步骤铜粉铜粉（Fe）FeCl2溶液溶液（CuCl2）Fe+2HCl = FeCl2+H2加适量盐酸至无气泡加适量盐酸至无气泡产生，过滤，洗涤，产生，过滤，洗涤，干燥干燥Fe+CuCl2 = FeCl2+Cu加适量无锈铁钉或铁加适量无锈铁钉或铁粉，过滤粉，过滤3、有、有M、N、R三种金属，将三种金属，将M和和N分别浸入稀

4、硫酸中，分别浸入稀硫酸中，N溶解，溶解，M不溶解，将不溶解，将M浸入浸入R的硝酸盐溶液中，经过一的硝酸盐溶液中，经过一段时间，在段时间，在M的表面上有的表面上有R 析出，由此判断析出，由此判断M、N、R三三种金属的活动性由强到弱的顺序是（种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ） A、MN R B、M R N C、N M R D、R M NC4、你能否设计实验证明、你能否设计实验证明Zn、Cu、Ag三种金属的活动性三种金属的活动性顺序。顺序。方案一：用方案一：用Zn、Ag和和CuSO4溶液溶液方案二：用方案二：用Cu、Zn(NO3)2溶液和溶液和AgNO3溶液溶液第八单元第八单元 金属和金属材料金属

5、和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第一课时第一课时图图8-16 8-16 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金图图8-17 8-17 自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银金属的存在形式：金属的存在形式：单质单质( ( 少数，如金和银少数，如金和银) )化合物化合物( ( 大多数，如各种铁矿石大多数，如各种铁矿石) )赤铁矿（赤铁矿（主要成分是主要成分是Fe2O3 ）菱铁矿（主要成分是菱铁矿（主要成分是FeCO3 ）图图8-18 常见的矿石常见的矿石硫铁矿硫铁矿(主要成分是主要成分是FeS2 )磁铁矿（磁铁矿（主要成分是主要成分是Fe3O4

6、）辉铜矿（主要成分是辉铜矿（主要成分是Cu2S） 黄铜矿（主要成分是黄铜矿（主要成分是CuFeS2） 铝土矿铝土矿主要成分是主要成分是Al2O3 孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )一、铁的冶炼一、铁的冶炼1.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁3 2 3高温高温Fe2O3 + CO = Fe + CO2反应原理反应原理为什么？为什么？应用应用CO的什么性质？的什么性质？（通点熄停）实验步骤：实验步骤： . .按下图组装仪器，按下图组装仪器，并检查其气密性。并检查其气密性。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。把硬质玻璃管接入装置系

7、统中，把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体先通入一氧化碳气体排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯处的酒精灯(或用气球收集或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。并观察装置中所发生的变化。当红棕色粉末已转变成黑色后，当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。被氧化。一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁必须在必须在封

8、闭封闭的硬质玻的硬质玻管中进行，管中进行，防止一氧防止一氧化碳污染空气化碳污染空气。现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色粉末变成黑色，同时产生红色粉末变成黑色，同时产生的气体的气体使澄清的石灰水使澄清的石灰水变浑浊变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉( (黑色黑色) )与二氧化碳与二氧化碳用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温证明产物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡 ) 先通后点灯的原因是为了防止加热了的先通后点

9、灯的原因是为了防止加热了的一氧化碳和空气的混合气发生爆炸。一氧化碳和空气的混合气发生爆炸。 实验结束后，先熄灯后停气的原因是为实验结束后，先熄灯后停气的原因是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。先通先通COCO后点灯后点灯先熄灭酒精灯后停止通先熄灭酒精灯后停止通COCO原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温2.2.工业炼铁：工业炼铁：反应的化学方程式：反应的化学

10、方程式：CO是还原剂；是还原剂；Fe2O3是氧化剂是氧化剂原理：原理： 焦炭在高温条件下跟焦炭在高温条件下跟O2反应生成反应生成CO, CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中作还原剂，在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。的铁还原出来。Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2高温高温设备：设备：炼铁高炉炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2C 2CO 高温高温C + O2 CO2 点燃点燃 在实际生产时在实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质, ,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质

11、应考虑到杂质问题。问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。3.含杂质的物质的化学方程式的计算：含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯纯) = m(不纯不纯 )纯度纯度m(不纯不纯) = m(纯纯) 纯度纯度例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%800t。设：设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼

12、出铁的质量为X。例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高温高温解：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%800t。设：设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160 112800t X160800t=112XX560t折合含铁折合含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t 96%583t(纯化杂纯化杂)答：答： 1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%

13、的赤铁矿石，理论上可炼出含的赤铁矿石，理论上可炼出含铁铁96%的生铁为的生铁为583t。或设或设800t氧化铁理论上可以炼氧化铁理论上可以炼含铁含铁96%的生铁的生铁质量为质量为X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高温高温160 112800t X96%160 :112800t :X96% X583t(杂化纯杂化纯)设需含设需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石的质量为的赤铁矿石的质量为x。解：生铁中含纯铁：解：生铁中含纯铁：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 112160 X 85% 2850t 高温高温160X 85%=11

14、22850tX4790t答答：该该3000 t生铁中含纯铁生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石为的赤铁矿石为4790t。1.某炼钢厂日产含杂质某炼钢厂日产含杂质5%的生铁的生铁3000t，试计算：，试计算：该该3000 t生铁中含纯铁多少吨？生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为质量分数为85%的赤铁矿石多的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）少吨？（计算结果保留整数）练习：练习：2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。 （1）写出图中标有序号的仪器名称）写出图中标有

15、序号的仪器名称 ， 。 (2)实验过程中，先要进行的是实验过程中，先要进行的是_ 。（填。（填或或）加热加热 通一氧化碳通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 。 B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是 ， B中观察到的现象是中观察到的现象是_ 。 (4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是 。铁架台铁架台试管试管Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高温高温没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊 3.右下图是金属活动性顺序表中

16、铜、锡、铁和铝元素右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。被人类大规模开发、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au约约6000年前年前约约200年前年前约约600年前年前约约2500年前年前选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是是 ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要主要原原因是因是 。铝的密度小铝的密度小 铝很活泼铝很活泼 地壳中铝的含量高地壳中铝的含量高 铝的表面易生成致密的保护膜铝的表面易生成致

17、密的保护膜钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式方程式 ；能证明产；能证明产物中有铁粉的方法是：物中有铁粉的方法是： 。 用磁铁吸用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高温高温在组装仪器时，把玻璃管插入在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法橡胶管的操作方法 是是 。此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法：此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃导管一端用水润湿后旋转插入导管一端用水润湿后旋转插入3CO+ Fe2O