九年级化学上册第八单元-课题3-金属资源的利用和保护

第八单元

金属和金属材料课题3金属资源的利用和疼惜第一课时P15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行替代的作用!军事与科技也须要大量的金属图8-16自然界以单质形式存在的金图8-17自然界以单质形式存在的银

除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。金属的存在形式：单质(少数，如金和银)化合物(大多数，如各种铁矿石)一.金属元素在自然界中的存在赤铁矿（主要成分是Fe2O3

）菱铁矿（主要成分是FeCO3

）图8-17常见的矿石硫铁矿(主要成分是FeS2

)磁铁矿（主要成分是Fe3O4）

图8-17常见的矿石辉铜矿（主要成分是Cu2S）

黄铜矿（主要成分是CuFeS2）铝土矿主要成分是Al2O3

元素名称质量分数%元素名称质量分数%铝7.73镁2.00铁4.75锌0.008钙3.45铜0.007钠2.74银0.00001钾2.47金0.0000005地壳中含量最多的金属是Al！金属元素在地壳中含量：二、铁的冶炼：生熟炼铁炉一生熟炼铁炉二

图8-18我国古代炼铁图图8-22上海宝山钢铁公司炼铁高炉图8-19为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票现象分析反应式尾气处理红色的粉末渐渐变成黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊。一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)与二氧化碳1.试验室用一氧化碳还原氧化铁①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)试验步骤：①.按下图组装仪器，并检查其气密性。②把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。③把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体解除空气，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(或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽后，点燃酒精喷灯，并视察装置中所发生的变更。④当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。一氧化碳还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行，防止一氧化碳污染空气。⑴原料：Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温2.工业炼铁：⑶反应的化学方程式：CO是还原剂；Fe2O3是氧化剂⑵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铁矿石、焦炭、石灰石（4）产品：生铁⑵设备：炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温CO2＋C2CO高温C

+

O2

CO2

点燃

在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，确定要用纯量。3.含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯)=m(不纯)×纯度m(不纯)=m(纯)÷纯度例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3)

80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×80%＝800t。设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160112800tX160800t=112XX＝560t折合含铁96%的生铁的质量为560t÷96%＝583t(纯化杂)答：1000t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温160112800tX×96%160:112＝800t:X×96%X＝583t(杂化纯)⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2112X85%2850t

高温160X·85%=1122850tX≈4790t答：⑴该3000t生铁中含纯铁2850t。⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。1.某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：⑴该3000t生铁中含纯铁多少吨？⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）练习：2.下图是课堂中模拟炼铁的试验装置。

（1）写出图中标有序号的仪器名称①，②。(2)试验过程中，先要进行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加热Ⅱ．通一氧化碳(3)A中反应的化学方程式是。B中反应的化学方程式是，B中视察到的现象是_______________。(4)该装置的不足之处是。铁架台试管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2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）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水变浑浊①②3.右下图是金属活动性依次表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu约6000年前约200年前约600年前约2500年前⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，缘由是；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要缘由是。①铝的密度小②铝很活泼③地壳中铝的含量高④铝的表面易生成致密的疼惜膜②①④⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标记。右图是试验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式；能证明产物中有铁粉的方法是：。用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高温⑶在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法

是

。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导管一端用水润湿后旋转插入第八单元

金属和金属材料课题3金属资源的利用和疼惜其次课时P17~19据有关资料报导，现在全世界每年被腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%——40%钢铁的最大的弱点就是简洁生绣铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了削减损失，须要探究金属锈蚀的缘由、防护的方法和废金属的回收利用为什么要疼惜金属资源？三、金属资源疼惜疼惜金属资源的缘由：⑴每年大量开采矿物(数以亿吨计)。矿物的储量是有限的，是不行再生的资源。⑵每年大量的金属被腐蚀(相当于年产量的20%~40%)P17据估计一些矿物可供开采的年限（一）.金属的腐蚀和防护人们实行了很多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的四分之一！如何防锈？——a.在干燥空气中b.浸没在水中c.半截浸没在水中铁的生锈过程哪种条件下,铁最易生锈?为什么?不生锈(有水无O2)

不生锈(有O2无水)在水与空气的交界面最易生锈————植物油abc请思索：用橡皮塞塞紧管口(有水和Ｏ2)全浸在水中干燥空气中一半在水中食盐水中稀H2SO4中试验：探究铁生锈的条件

一周后铁钉沾了酸液:铁钉严峻锈蚀铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈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稀H2SO4中一半在水中食盐水中干燥空气中⑴．铁生锈是铁与氧气、水等物质相互作用。（缓慢氧化,放热）⑴.在有酸性和盐条件下会加快生锈速率⑶．铁锈（混合物）的主要成分是氧化铁（Fe2O3）,红棕色。结论:1.金属的腐蚀铁在空气中锈蚀，事实上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列困难的化学变更，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！铁锈成分困难，主要是Fe2O3·XH2O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，接着跟铁反应，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

铁锈

(Ｆe2Ｏ3)氧化铝

(Al2O3)结构特点若不除去结果疏松多孔完全锈蚀致密坚固使铝“自我疼惜”铁铁锈与空气（氧气）接触与水接触依据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？思考

铜生锈是铜同时与空气（氧气）、水和二氧化碳接触生成一种绿色的物质。

氧气水生锈2.

怎样防止铁生锈加上疼惜层原理：隔绝空气（氧气）；隔绝水方法加上油漆、塑胶层或油脂方法1.形成疼惜层⑴刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）(2)镀上其他金属,如镀锡或铬等；「罐头」是由镀锡铁制成。镀铬的浴室水笼头。通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜（烤蓝）等。例如：锯条上的烤蓝。(3)制成合金用不锈钢制造的器具⑴三角架：⑵钢线(辐条）：⑷链条：刷漆镀一层耐腐蚀的金属涂油等平常要保持自行车的干净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？探讨：⑶钢圈：3.怎样疼惜金属资源呢?⑴防止金属的腐蚀。⑵金属的回收与利用。⑶有支配,合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿。⑷找寻金属代用品。如以塑代钢。图8-26金属的回收利用回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源。目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利用。反馈练习1.在下列状况下，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2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分B.水面旁边的船体部分C.水面下的船底部分D.各部分都一样速度生锈3.日常生活中的一些铁制品常常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是（）①在铁制品表面镀锌②在铁制品表面涂油脂③保留铁件表面的铁锈作疼惜层④在铁器表面刷油漆⑤自行车脏了用清水冲洗⑥用废酸液冲洗铁制污水管道⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A.②⑤B.③⑤⑥C.①③⑦D.②⑥⑦B4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行探讨。⑴请你帮助该学生完成下列试验设计的内容：编号操作方法实验目的A探究铁在干燥空气中的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封C探究铁在有空气和水时的生锈情况加热烘干试管，当心放入铁钉，塞上塞子探究铁在有水而无空气（氧气）时的生锈状况当心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中⑵一周后，编号为________的试管中的铁钉最易生锈。⑶用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其缘由是___________________________________。C南方比北方天气潮湿，铁更易生锈ABC铁在干燥空气中铁在有水而无空气（氧气）时铁在有空气和水时用植物油液封用橡皮塞塞紧管口4.某课外爱好小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行试验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。试验数据如下表：

请你细致分析数据，回答下列问题：⑴哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；⑵计算样品中铁的质量分数；⑶若生产1000t这种纯度的铁，至少须要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？甲乙丙烧杯＋稀硫酸200g150g150g加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g改正：(烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到0.1%)解：⑴分析表中数据可知，甲、乙、丙三人的试验生成气的质量都是0.3g(如甲为200g+9g-208.7g＝0.3g),即各人的试验中都有一种反应物完全反应。由甲、乙数据可知，9g铁样品中的铁完全反应，甲中的酸过量。由乙、丙数据可知，(150g－25.4g)＝124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反应，丙中的金属过量。综合分析可知乙同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应。甲乙丙烧杯＋稀硫酸200g150g150g加入的铁样品9g9g14g充分反应后，烧杯＋剩余物208.7g158.7g163.7g解：⑵乙反应生成氢气的质量为150g+9g-158.7g＝0.3g。

设Fe的质量为X。Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

2X0.3g则Fe%＝8.4g9g×100%=93.3%⑵计算样品中铁的质量分数；答：样品中铁的质量分数为93.3%。56X20.3g=X=8.4g⑶若生产1000t这种纯度的铁，至少须要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿多少吨？解：⑶须要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为Y。1000t这种纯度的铁含纯铁的质量为1000t×93.3%＝930t。3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

====高温160112Y×80%930t160:112=Y×80%:930tY=1666.1t答：生产1000t这种纯度的铁，至少须要含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿为1666.1t。3CO+

Fe2O3

2Fe

+

3CO2

；====高温1.把铁矿石冶炼成铁是一个困难的过程，其主要反应原理是在高温条件下CO作还原剂，夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。2.在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。3.铁生锈的条件是铁与空气中的氧气、水(或水蒸气)干脆接触，假如隔绝了空气和水，就能在确定程度上防止钢铁生锈。在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。4.疼惜金属资源的有效途径是防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物,以及找寻金属代用品等。列比例时，确定要用纯量。m(纯)=m(不纯)×纯度4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3·XH2O本单元小结：一、金属和金属材料金属与非金属物理性质的比较：物理性质金属非金属状态在常温下，除汞(Hg)是液体外，其余都是固体在常温下，有固、液、气三态密度一般较大一般较小光泽有一般无导电性导热性能导电、导热一般不导电、不导热延展性有没有2.金属材料包括纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量运用的金属材料是合金。二、金属的化学性质1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应的难易和猛烈程度不同。)以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。

，

。

Fe

+

H2SO4

＝

FeSO4

+

H2↑2Al

+3H2SO4

＝

Al2(SO4)3

+3H2↑3Fe

+

2O2Fe3O4点燃4Al

+

3O22Al2O3点燃2Cu

+

O2

2CuO△Cu

+

H2SO4→不反应