金属资源的利用与保护（课件）2023-2024学年人教版九年级下化学

人教版九年级化学下册课题3金属资源的利用和保护第1课时铁的冶炼第八章金属和金属材料1.金属元素在地壳中的含量元素名称质量分数/%铝7.73铁4.75钙3.45钠2.74钾2.47镁2.00锌0.008铜0.007银0.00001金0.0000005地壳中含量最高的金属元素是——铝2.金属在自然界存在的形式地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。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3.常见的金属矿石赤铁矿（主要成分是Fe2O3）磁铁矿（主要成分是Fe3O4）地球上金属资源很丰富，我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。在所有金属中，含量最大的是铝，而提取量最大的是铁。1.下列有关金属的说法，正确的是(

)

AA.金、银在自然界中多以单质的形式存在B.在地壳中含量最高的金属元素是铁C.常见的铁矿石中铁元素以单质的形式存在D.人类每年从自然界中提取量最大的金属是铝

例题早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。我国古代炼铁图宝钢炼铁高炉铁矿石主要成分含铁量赤铁矿Fe2O370%磁铁矿Fe3O472%菱铁矿FeCO348%黄铁矿FeS247%以上四种铁矿石中，哪几种铁矿石更适合炼铁？我国为纪念1996年钢产量突破1亿吨而发行的邮票。2010年中国粗钢产量已超过6亿吨。铁的冶炼原理是什么？【2023江苏苏州调研】科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环保角度分析，下列矿石（括号中为其主要成分的化学式）中最不宜炼铁的是(

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C

【解析】选项中最不适宜用来炼铁的是黄铁矿，因为黄铁矿中含有硫元素，在冶炼过程中可能会产生污染空气的二氧化硫气体，故选C。归纳总结冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则：①需提炼金属的含量高；②矿石在冶炼过程中对环境污染小。例题1.CO还原氧化铁实验药品化学原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温实验装置氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体如图所示。①检查装置的气密性；②加热前，点燃处理尾气的酒精灯，通入CO；③点燃酒精喷灯加热；④实验结束后，先停止加热，继续通CO直至玻璃管冷却。实验步骤①红棕色的物质变为黑色；②澄清的石灰水变浑浊；③尾气燃烧并产生蓝色火焰。实验现象思考与交流1．实验开始前，为什么要先通入CO气体再加热？2．实验结束后前，为什么要停止加热再停止通入CO？排尽玻璃管内的空气，以免加热时玻璃管内CO与空气混合发生爆炸。防止新生成的铁粉被氧化；防止液体倒吸，使玻璃管炸裂。一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。[2023内江二模]下图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关说法不正确的是(

)

C

例题

2.工业炼铁原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温原料铁矿石：提供铁元素焦炭：提供还原剂，提供能量空气：提供反应所需氧气石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣设备高炉产物生铁（主要含铁）思考与交流铁矿石与氧化铁，铁与生铁之间有什么关系？铁矿石Fe2O3Fe

混合物化合物（纯净物）单质（纯净物）生铁（主要含铁）合金（混合物）

物质的纯度=×100%

不纯物的总质量纯净物的质量

例题课堂小结铁的冶炼铁的冶炼矿石的种类原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气计算：含杂质物质的相关计算赤铁矿（主要成分Fe2O3）、磁铁矿（主要成分Fe3O4）、铝土矿（主要成分Al2O3）原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温

AA.赤铁矿

B.磁铁矿

C.菱铁矿

D.铝土矿

随堂训练2.【2022河北唐山期末】把赤铁矿、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，下列说法正确的是(

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BA.高炉炼铁得到的产物是纯铁B.铁矿石和焦炭是工业炼铁的重要原料C.炼铁原料中焦炭的主要作用是直接将氧化铁还原为铁D.石灰石用于除去尾气【解析】把赤铁矿、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，得到的产物是生铁，不是纯铁，A错误；工业炼铁的原料有焦炭、铁矿石、石灰石等，B正确；炼铁原料中焦炭和氧气反应生成二氧化碳，放出大量的热，提供能量，焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳，提供还原剂一氧化碳，一氧化碳将氧化铁还原为铁，C错误；高炉炼铁时，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去，D错误。3.【2023陕西西安调研】进行如图所示实验时，下列说法中正确的是(

)

C

4.下列关于工业炼铁的叙述错误的是(

)

C

现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。铁生锈条件的探究1.金属的腐蚀与防护半截浸没在水中浸没在水中（有植物油）在干燥空气中在水与空气的交界面最易生锈(有水和Ｏ2)不生锈(有水无O2)

不生锈(有O2无水)

铁与氧气和水同时接触。铁生锈的条件：铁锈(主要成分是Fe2O3·xH2O)是一种疏松多孔的物质，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。铁

锈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结实使铝“自我保护”铁铁锈与空气（氧气）接触与水接触铁锈和氧化铝

根据铁生锈的原因，应如何防止铁制品生锈呢？1.隔绝水；2.隔绝氧气；3.同时隔绝氧气和水。思考破坏铁生锈的条件1）.保持铁制品表面干燥和洁净比如：家里的菜刀和锅，每次用完后都会洗净擦干。防止铁制品生锈的具体方法：「罐头盒」是由镀锡铁制成镀铬的浴室水笼头2）.在铁制品表面形成保护层

刷油漆、涂油等（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防止铁制品生锈的具体方法：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？刷油漆涂油镀铬平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）思考用不锈钢制造的器具3）.制成合金，如不锈钢防止铁制品生锈的具体方法：破坏金属腐蚀的条件(1)干：保持金属制品表面洁净和干燥（改善腐蚀环境）(2)膜：加保护膜，如刷油漆，涂油，电镀等。(3)合：制成合金，提高金属抗腐蚀的能力。小结防止金属腐蚀12原

理方

法2.金属资源保护据估计一些矿物可供开采的年限

应怎样保护金属资源呢？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于年产量的20%~

40%。资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。一些矿物、可供开采的年限思考保护金属资源的有效途径是应有计划合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿。《中华人民共和国矿产资源保护法》中，加大了对严重破坏矿产资源的采矿行为的行政处罚和刑事处罚力度2.金属资源保护合理开采

1节约煤炭和矿石资源垃圾分类，从我做起。请不要再随意扔掉这些有用的资源，将它们卖给废品回收企业、投放到设置在居住区公共区域“可回收物”容器中2.金属资源保护2回收利用

废金属不但造成资源浪费，还会产生隔、汞等有毒金属对环境的污染。日本水俣病事件在现实生活中废旧电池的污染已成为相当严重的问题，我们日常所用的普通干电池。它们都含有汞、锰、镉、铅、锌、镍等各种金属物质。废旧电池被遗弃后，电池的外壳会慢慢腐蚀，其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤，造成污染。如果人一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水，这些有毒的重金属就会进入人的体内，慢慢的沉积下来，对人类健康造成极大的威胁！据测量一节一号电池烂在土壤里，可以使一平方米土地失去利用价值；一个扣钮电池可以污染60万升水，相当于一个人一生的饮水量。废旧电池造成的污染是惊人的。废旧电池的污染及危害随着科学技术的发展，新材料层出不穷。玻璃纤维增强塑料制造的破冰斧2.金属资源保护寻找替代品

3金属资源的利用和保护金属资源保护金属的锈蚀与防护防止生锈的措施钢铁锈蚀原因与氧气、水发生化学反应废旧金属的回收利用防止金属腐蚀合理开采矿物寻找金属代用品小结小结（一）铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。如果隔绝空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。防止铁制品生锈可采取以下措施：(1)．铁制品要放置在干燥的环境中；(2)．在铁制品表面涂上一层保护膜，如可涂油、刷漆。(3)．在铁制品表面镀上其他金属；(4)．在铁制品铁表面形成一层致密的氧化膜，例如烤蓝。(5)．改变金属内部结构制成合金，如将铁制成不锈钢。（二）保护金属资源的途径(1)防止金属腐蚀(2)回收和利用废旧金属(3)合理开采矿物(4)寻找金属代用品1.金属防锈既可以节约资源，又能美化环境．下列钢铁制品经过如下处理后，防锈效果最差的是（）A.经常在表面涂油的大型钢制机械B.涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳C.擦洗干净后长期存放在室外的大型铁制农