8.3金属资源的利用和保护-2022-2023学年九年级下册化学人教版

第八单元

金属和金属材料金属资源的利用和保护元素名称质量分数/%元素名称质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K）2.47金（Au）0.0000005金属元素在地壳中的含量金属资源存在的方式：少数很不活泼的金属（Au、Ag）以单质形式存在，大多数金属以化合物的形式存在。金属资源的存在：广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中。我国是已知矿物种类较齐全的少数国家之一。（钨、钼、钛、锡等储量居世界前列；铜、铝等储量也很高）我国的矿产资源：自然界中以单质形式存在的金自然界中以单质形式存在的银几种重要的金属赤铁矿（主要成分是Fe2O3)黄铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿1.金属资源的存在：______________。2.金属元素在地壳中的含量：排在前两位的是______、_____。3.自然界中金属的存在形式：_____、_______。4.以化合物形式存在的金属具体表现为：_______。5.我国矿物种类和储量情况：______________。铝铁地壳和海洋单质化合物矿石齐全、丰富知识要点小结：一、实验室炼铁的原理:利用一氧化碳与氧化铁的反应二、实验室炼铁的步骤:1、连接并检查装置的气密性2、装入药品并固定装置3、向玻璃管中通入CO一会儿4、点燃酒精灯5、点燃酒精喷灯6、熄灭酒精喷灯7、停止通入CO8、熄灭酒精灯证明产物中有铁粉的方法是：

用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)现象红色的Fe2O3变成黑色，同时澄清的石灰水变浑浊,尾气处产生蓝色火焰，分析一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)与二氧化碳反应式Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温尾气处理①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气2、我国现代炼铁（高炉炼铁）。1、我国古代炼铁（生熟炼铁炉）。铁的冶炼工业炼铁的原理：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里还原出来。工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石等。工业炼铁的设备：高炉。焦炭的作用：是燃烧放出热量为炼铁提供高温，并产生CO作还原剂铁矿石：提供铁元素。石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。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：1000t×80%=800t设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO2Fe+3CO2高温160112800tX160X112800tX=560t折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t答：1000t可炼出生铁为583t。160X=112×800t含杂质的物质的化学方程式的计算：列比例时，一定要用纯量。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：m(纯)=m(不纯)×纯度m(不纯)=m(纯)÷纯度练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？Fe3O4+4CO3Fe+4CO2高温解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为X2323×56X·90％2000t×(1-3%)

2323×56X·90％2000t×(1-3%)X=2977t答：磁铁矿石的质量为2977t。作业：P223、41、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C和D，导管接口的连接顺序a→

→

→

。C装置中NaOH的作用是

。2、实验开始时，应

(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是

。3、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为

，反应方程式为

。4、除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3

(请写一物质的化学式)。某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：dbe除去残余的二氧化碳

先通一氧化碳再加热

赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温C或H2

固体由红棕色变成黑色实验室模拟冶炼的注意事项加热前要通入一段时间的CO，排尽硬质试管中的空气(防止爆炸)。酒精喷灯要“迟到早退”（防止氧化）。尾气处理（烧掉）：CO有毒（防止污染空气）。1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气2.设备：高炉3.反应原理：C＋O2CO2CO2＋C2COFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2CaCO3CaO＋CO2↑CaO＋SiO2CaSiO3

工业炼铁

实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？讨论：例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨？分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：赤铁矿石氧化铁铁生铁方法1：根据化学式：

1000t×80%×70%÷96%=583.3t方法2：根据化学方程式（略）金属资源保护金属资源的保护资料一：根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示。资料：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%。思考1、金属资源短缺对人类社会发展意味着什么呢？2、金属腐蚀的条件是什么？如何防腐？3、如何保护金属资源？金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用.

1、金属的腐蚀和防护活动与探究（铁生锈条件的探究）①②③条件现象分析①②③水、氧气水氧气生锈不生锈不生锈①②可得铁生锈与氧气有关①③可得铁生锈与水有关结论：在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）问题：铝的化学性质比铁活泼为什么不生锈呢？铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈[Fe2O3·H2O]却很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。结论：金属锈蚀的条件：①要有能够发生反应的物质，②反应物要能相互接触，③生成物不会对反应起阻碍作用等。请同学们根据燃烧条件和灭火的方法结合铁生锈的条件，说出防止铁生锈的方法。（1)隔绝空气或氧气(2)隔绝水讨论：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？刷油漆涂油镀铬1、改变金属的内部结制成合金，如不锈钢2、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3、改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净对防止铁制品锈蚀的建议：金属资源保护保护金属资源的主要途径：1、防止金属的腐蚀2、金属的回收和利用3、有计划合理地开采矿物4、寻找金属代用品学完本课题你应该知道：P21学生练习：1、根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？与氧气、水和二氧化碳接触5、物尽其用1．炼铁的原料：焦炭、石灰石、铁矿石2．炼铁的原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温3．防止铁生锈的方法：课堂小结A．保持铁表面的清洁干燥，隔绝空气和水B．涂保护膜（涂油、上漆、镀耐腐蚀金属）C．形成致密氧化物薄膜保护层（如：烤蓝）

D．寻找金属的代用品A．防止金属的腐蚀

B．回收利用废旧金属

C．有计划，合理地开采矿物金属资源4．金属资源的保护：D．制造耐腐蚀的合金E．电化学保护课堂练习1．菜刀在下述情况下，发生锈斑的严重程度顺序是（）①切湿咸菜后放置。②切酸菜后放置。③切完菜后洗净擦干。④切完菜后洗净擦干，再抹一点花生油。⑤切完菜后用水冲洗。A．①②③④⑤B．⑤④①②③