第八单元课题3_金属资源的利用和保护课件用

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温故知新温故知新 1 1、背诵金属活动性顺序、背诵金属活动性顺序表。表。 3 3、金属有哪些化学性质？、金属有哪些化学性质？ 2 2、金属活动性顺序有哪、金属活动性顺序有哪些应用？些应用？ 4 4、写出下列化学反应的、写出下列化学反应的化学方程式：化学方程式： （1 1）镁、锌、铁与盐酸）镁、锌、铁与盐酸的反应的反应 （2 2）铁钉与硫酸铜溶液、）铁钉与硫酸铜溶液、铜丝与硝酸银溶液的反应。铜丝与硝酸银溶液的反应。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn K Ca Na Mg Al Zn F

2、e Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuPb (H) Cu Hg Ag Pt Au判断金属的活动性；判判断金属的活动性；判断金属与酸的反应；判断断金属与酸的反应；判断金属与盐的反应。金属与盐的反应。金属与氧气反应，生成金属金属与氧气反应，生成金属氧化物；金属与酸反应，生氧化物；金属与酸反应，生成盐和氢气；成盐和氢气；金属与某些盐溶液反应。生金属与某些盐溶液反应。生成新金属和新盐。成新金属和新盐。（1 1）Mg+2HCl=MgClMg+2HCl=MgCl2 2+H+H2 2 Zn+2HCl=ZnClZn+2HCl=ZnCl2 2+H+H2 2 Fe+2HCl=FeCl Fe+2HCl

3、=FeCl2 2+H+H2 2、（2 2）Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+CuCu+2AgNOCu+2AgNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3) )2 2+2Ag+2Ag5. (1)5. (1)铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是是 。(2)(2)若要验证铜、铁、铝的活动性顺若要验证铜、铁、铝的活动性顺 序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液你认为他还需要的另外两种溶液是是 。铝与氧气反应表面形成致密氧化膜铝与氧气反应表面形

4、成致密氧化膜CuSO4溶液和溶液和Al2(SO4)3 溶液溶液(其他合理答案均可其他合理答案均可)学习目标学习目标 知识与技能知识与技能： 1、知道一些常见金属如铁、铝、铜等矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法； 2、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。 过程与方法过程与方法： 了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 情感态度与价值观情感态度与价值观： 知道废旧金属对环境 的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。人类生活离不开金属人类生活离不开金属金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!军事与科技也需要大量的金属军事与科技也需要大量的金属

5、一一.金属元素在自然界中的存在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元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）以金属（如金、银等）以单质形式单质形式存在；存在；图图52 地壳中金属的百分含量地壳中金属的百分含量 含有矿物的岩石称为含有矿物的岩石称为矿矿石。石。铁矿石等都是常见铁矿石等都是常见的矿石的矿石 其余大多数以其余大多数以化合物化合物的形式存在。金属化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以在自然界中以矿物矿物的形的形式存在。式存在。元素名元素名称称质量分质量分数数/元素名元素名称称质量分质量分数数/铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0

6、.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2.74银银0.00001钾钾2.47金金0.0000005赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿Fe2O3常见几种金属矿物的成分常见几种金属矿物的成分黄铜矿黄铜矿CuFeS2辉铜矿辉铜矿Cu2S铝士矿铝士矿Al2O3 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O二二.铁的冶炼铁的冶炼为纪念为纪念1996年中国钢产产量突破年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉现象：现象：红色红色粉末粉末变成变成黑色黑色，澄清，澄清的石灰水变浑浊。的石灰水变浑浊。点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火焰火焰F

7、e2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2用酒精灯点燃尾气用酒精灯点燃尾气的作用是：的作用是：防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳污染空气1.1.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实验步骤：实验步骤：1、检查装置气密性、检查装置气密性2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置、将适量的氧化铁装入试管并固定装置3、点燃右边点燃右边酒精灯酒精灯4、通入一氧化碳通入一氧化碳气体气体 （将装置内的空气排空，防止气体不纯而爆炸）（将装置内的空气排空，防止气体不纯而爆炸）5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热、点燃酒精喷灯给氧化铁加

8、热6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热7、待玻璃管内固体冷却后、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄灭右边熄灭右边酒精灯酒精灯（防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止（防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸）石灰水倒吸）8、检验铁、检验铁（试验黑色粉末是否能被磁铁吸引）（试验黑色粉末是否能被磁铁吸引） 黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O4在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，利用焦炭与氧气反应生

9、成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气化学方程式：化学方程式：高炉是个竖直的高炉是个竖直的圆筒形圆筒形炉子，炉子，炉壳用炉壳用钢板钢板制成，内部用制成，内部用耐耐火砖火砖作衬里。炼铁的主要原作衬里。炼铁的主要原料是料是铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石和空气和空气。 高温下，用还原剂（主高温下，用还原剂（主要是一要是一氧化碳氧化碳）从铁矿）从铁矿石里把铁还原出来石里把铁还原出来 铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：高炉炼铁图：炼钢和炼铁的比较炼钢和炼铁的比较生铁冶炼炼钢

10、原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石 生铁、废钢原理在高温下，用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。 用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳元素主要设备高炉转炉、平炉、电炉产品生铁钢高温 在在实际生产时实际生产时, ,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) =

11、 m(纯纯) 纯度纯度有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例例 1000t含氧化铁含氧化铁80%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%的生铁的质量是多少？的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量：解：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t设：理论上可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温160 256800t X160X256800tX = 560t折合为含铁折合为含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为560t96%=583t答：答：1000t可炼出生铁为可炼出生铁为583t。请用另一种方法试一试：请用另一种方

12、法试一试：练习：要炼出含杂质练习：要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需要含四氧化吨，需要含四氧化三铁三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？的磁铁矿石的质量是多少？Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2高温解：需要含解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为的磁铁矿石的质量为X232 356X 90 2000t (1-3%) 232 356 X 90 2000t (1-3%)X=2977t答：磁铁矿石的质量为答：磁铁矿石的质量为2977t。1、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是框中连接的是C和和D，导管接口的连接顺序，导管

13、接口的连接顺序a 。 2、实验开始时，应、实验开始时，应 (填填“先加热再通先加热再通CO”或或“先通先通CO再加热再加热”)，目的是，目的是 。3、实验进行一段时间后，玻璃管、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象中出现的现象为为 ，反应方程式为，反应方程式为 。4、除、除CO外，还有哪些物质可以还原外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写请写一物质的化学式一物质的化学式)。某化学兴趣小组用一氧化某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：所示。请回答有关问题：d b e先通一氧化碳再加热先通一氧化碳

14、再加热 赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温C或或H2 固体由红棕色变成黑色固体由红棕色变成黑色练习三、金属资源保护三、金属资源保护资料一：资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而据有关资料报道，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报废的金属设备和材料相当于年产量的20% 20% 40%40%。资料二：资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的已探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的消耗速度，有人估消耗速度，有

15、人估 计一些矿物、可供开采的年限计一些矿物、可供开采的年限如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，如课本图所示（不包括今后新探明的矿物储量，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀 为了减少损失，为了减少损失，需要探究需要探究金属锈金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。失。 1 1、金属的腐蚀和防护、金属的腐蚀和防护活动与探究活动与探究（铁生锈条件的探究）（铁生锈条件的探究） 条条

16、 件件现象现象分分 析析水、氧气水、氧气水水氧气氧气生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈可得铁生锈与氧气有关可得铁生锈与氧气有关可得铁生锈与水有关可得铁生锈与水有关结论：在结论：在水、氧气水、氧气同时存同时存在的环境中铁能生锈在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）（缓慢氧化，放热）问题：问题：铝的化学性质比铁铝的化学性质比铁活泼为什么不生锈呢？活泼为什么不生锈呢？在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等等物质相互作用，发生一系列复杂的物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化学变化化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，

17、最易因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！生锈！铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一种疏松多孔的物质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，直至铁被的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。完全锈蚀。 氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自

18、我保自我保护护”与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接触怎么防止钢铁生锈呢？怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜金属防腐蚀的方法：（1)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)(2)隔绝水隔绝水 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？思考：思考：根据铜绿的化学式根据铜绿的化学

19、式Cu2(OH)2CO3分分析铜生锈的条件又是什么？析铜生锈的条件又是什么？在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等作用生成了铜绿。作用生成了铜绿。 推理依据是按铜绿的化学推理依据是按铜绿的化学式可知：铜绿含式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素，四种元素， 若无空气中的若无空气中的O2、H2O、CO2 等对铜发生作等对铜发生作用则铜绿中不可能含用则铜绿中不可能含O、C、H等元素。用白等元素。用白醋浸泡可除去铜锈醋浸泡可除去铜锈. 对比铜和铁生锈的条件可得到什么启示？一一. .防止金属腐蚀防止金属腐蚀 二二. .回收利用废旧金属回收利用废旧金属三三.合理有效

20、地开采矿物合理有效地开采矿物 四四.寻找金属的代用品寻找金属的代用品练习反馈练习反馈 1、人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（ ） A、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁。 B、钢是很纯的铁。 C、生铁是含少量碳的铁合金。 D、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾。 2、铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁，Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，该该反应中，发生还原反应的物质是（ ） A、Fe2O3 B、CO C、Fe D、CO2 3、做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可选用的方法是（ ） A、用大量水边冲边洗。 B、用试管刷左右、上下猛烈刷。 C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲。 D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗。高温CAC 4、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（ ） A、在潮湿、致密的土壤中。 B、在干燥、致密的土壤中。 C、在潮湿、疏松的土壤中。 D、在干燥、疏松的土壤中。 5、下列物品需采用防锈措施的是（ ） A、铁制防盗网。 B、不锈钢菜刀。 C、铝合金窗。 D、金戒指。 6、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不