第8单元课题3教材

1、 课 题 3 金属资源的利用和保护 第一课时第一课时 第二课时第二课时人类生活离不开金属人类生活离不开金属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，极少数金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的不活泼的金属金属（如金、银等）有（如金、银等）有单质形式单质形式存在；存在；金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数/%元素名称质量分数/%铝（铝（Al）7.73镁（镁（Mg）2.00铁（铁（Fe）4.75锌（锌（Zn）0.008钙（钙（Ca）3.45铜（铜（Cu）0.007钠（钠（Na）2.74银（银（Ag）0.00001钾（钾（K ）2.47金（金（Au）0.00

2、00005赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿铝铝士士矿矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3矿石矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。矿石。 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数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，其中国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钨、钼、钛、锡、锑钛、锡、锑等储量居世界前列，等储量居世界前列，铜、铝、锰铜、铝、锰等等储量在世界观上也占有重要志地位。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大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源金

3、属矿物资源，人类每年要提炼数以人类每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计的金属用于工农业用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁铁。 课 题 3 金属资源的利用和保护 实验室：实验室：一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁Fe2O3现象：现象： 红色红色粉末粉末变成变成黑色，黑色，Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精灯点燃尾气的作用是用酒精灯点燃尾气的作用是防止防止CO污染空气污染空气2CO + O2 2CO2点燃点燃黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤

4、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：一一.铁的冶炼铁的冶炼高炉是个竖直的高炉是个竖直的圆筒形圆筒形炉子，炉壳炉子，炉壳用用钢板钢板制成，内部用制成，内部用耐火砖耐火砖作里。作里。铁的主要原料是铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石铁矿石、焦炭、石灰石和空气灰石和空气。 高温下，用还原剂（主要是一高温下，用还原剂（主要是一氧化碳氧化碳）

5、从铁矿石里把铁还原出来从铁矿石里把铁还原出来 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：有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁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XFe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2X56800 X160 800t x=560t256 x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。练习：要炼出含杂质练

6、习：要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需要含吨，需要含四氧化三铁质量分数为四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？的磁铁矿石多少？解：铁的质量解：铁的质量： 2000t(1-3%) =1940t设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高温232 x168 1940t x=2679t=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：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀资料一：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与年产量的而报废的金属设备和材料相当与年产量的20

7、%-40% 。资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据已资料二：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，并目前这些金属的消耗探明的一些矿物的储藏量，并目前这些金属的消耗速度，有人估速度，有人估 计一些矿物、可供开采的年限如课计一些矿物、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，一些国本图所示（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）。家的金属储备和金属的回收利用等）。二二.金属资源保护金属资源保护1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护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，

8、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。 课 题 3 金属资源的利用和保护 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要为了减少损失，需要探究探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用. 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 件现象分 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

9、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。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，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

10、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 (e e2 23 3)氧化铝 (Al2O3)结构特点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)隔绝水隔绝水怎么防

11、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 自行车的构件如支架、链条、钢圈等，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？分别采取了什么防锈措施？一一. .防止金属的腐蚀防止金属的腐蚀三三.合理有效开采矿物合理有效开采矿物 四四.寻找金属的代用品寻找金属的代用品二二.回收利用废旧金属回

12、收利用废旧金属 课 题 3 金属资源的利用和保护 1、通过实验回答，铁钉在、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中）浸没在植物油中2、如图所示实验，装置、如图所示实验，装置中出现的现象是（中出现的现象是（ ）A、铁丝不变化、铁丝不变化 B、铁丝逐渐生锈、铁丝逐渐生锈 C、试管中的液面不变化、试管中的液面不变化D、试管中的液面上升、试管中的液面上升BD 课 题 3 金属资源的利用和保护 3、下列关于金属资源的说法，不正确的是（、下

13、列关于金属资源的说法，不正确的是（ ） A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金属资源是取之不尽的、自然界中的金属资源是取之不尽的 C、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境和环境 D、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径有效途径B5、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时