8.3金属资源的利用和保护（第一课时）课件-2023-2024学年九年级化学人教版

第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第一课时地球上的金属资源广泛存在于地壳海洋存在形式为少数很不活泼的金属如Au、Ag等有单质形式存在多数金属都以化合物形式存在有很一、金属元素在自然界里的存在形式金属元素在地壳中的分布元素名称质量分数/%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）0.0000005二、铁的冶炼1.原料：焦炭、石灰石、铁矿石黄铁矿FeS2赤铁矿Fe2O3菱铁矿FeCO3磁铁矿Fe3O42.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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

高温3.主要设备：炼铁高炉将铁矿石中的SiO2转变为炉渣点燃(1)C+O2===CO2高温(2)C+CO2===2CO生铁出铁口炉渣出渣口

⑶Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2高温高炉气体高炉气体①产生一氧化碳②提供热量炼铁时各物质的作用：石灰石：把杂质转化为炉渣焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。小结认识铁矿石、氧化铁和铁；铁与生铁的关系

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）

纯净物的质量物质的纯度=×100%

不纯物的总质量

1.冶铁的目的铁的化合物铁单质2.冶铁的化学原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温铁的冶炼（实验室）石灰水Fe2O3

COABFe注意：酒精灯B的作用：处理尾气，防止CO污染大气。⑥熄灭点燃尾气的酒精灯3.步骤：①通CO；③点燃加热Fe2O3的酒精灯；④停止加热Fe2O3；⑤停止通CO；现象：红棕色的物质变为黑色；澄清的石灰水变浑浊。②点燃处理尾气的酒精灯；⑴实验过程中能观察到什么现象？⑵酒精灯、澄清石灰水的作用分别是什么？铁一氧化碳还原氧化铁现象：玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑,澄清的石灰水变浑浊。从安全角度考虑,就注意哪些方面?交流讨论（1）将产物通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。说明生成什么气体？（2）把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，用磁铁实验它，黑色粉末能被磁铁吸引。判断固体是什么物质。（3）请你写出有关反应化学方程式。（4）为什么实验前应先通入一氧化碳把装置内空气排净，然后加热；反应完成后，须向试管内物质冷却后再停止通一氧化碳？1-2（5）木炭与一氧化碳有相似之处，都有还原性。能否用木炭还原氧化铁?请推测出反应的产物，写出化学方程式。（6）一氧化碳还原氧化铁和木炭，这两个化学反应的基本类型是否都是置换反应？为什么？（7）分别写出一氧化碳还原四氧化三铁、氧化铜的化学方程式，分析一氧化碳是怎样变成二氧化碳的，并由此推测出一氧化碳还原金属氧化物的配平方法。（8）为什么装置的后面还要点燃酒精灯？先后先停止后停止通CO气体加热实验开始时实验结束时通入CO气体加热氧化铁排净空气，防止爆炸防止铁被氧化CO热源早来晚走迟到早退小结例题1：用1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少t?解：设理论上可以炼出含铁96的生铁的质量为xFe2O3------------------2Fe1602×561000t×80％x·96%∵1602×561000t×80％x·96%∴x=2×56×1000t×80％

160×96%=583t答：略。三、有杂质问题的计算例题2：某炼铁厂用赤铁矿石（主要成分Fe2O3）作原料冶炼生铁，今欲冶炼含铁96%的生铁500t，若生产过程中铁的损耗忽略不计，则至少需要含Fe2O385%的赤铁矿多少吨？思路点拨：本题是一道有关化学方程式的计算题，生产的弛铁的质量是500t×96%，则参加反应的氧化铁的质量为85%X，答案：解：设需要赤铁矿的质量为x

160

112

x

85%

500t

96%

x=806.72t答：需要含

85％的赤铁矿806.72t。归纳：分析计算题一定要先找出解题的依据。然后根据解题的依据，确定方法。铁钉与空气和水接触铁钉只与水接触铁钉只与空气接触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、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。1、铁制品生锈的条件通过探究，你对铁制品锈蚀的条件能得出哪些结论？现象分析结论ⅠⅡ

Ⅲ生锈不生锈不生锈铁既与水接触，又与氧气接触铁只与水接触铁只与氧气接触在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）实验Ⅰ与实验Ⅱ对比，说明铁生锈需要与空气（氧气）接触实验Ⅰ与实验Ⅲ对比，说明铁生锈需要与水接触小组讨论铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与水蒸气和氧气（或空气）同时接触。铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O铁锈为红棕色，疏松多孔，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。在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，红棕色固体。铁锈是混合物。铁在潮湿的空气中生锈，是铁与氧气和水蒸气作用的结果。3Fe+2O2Fe3O4（纯氧）4Fe+3O2+2xH2O2Fe2O3

·xH2O（潮湿的空气）交流合作②试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？为了防止蒸馏水中溶有氧气。

加植物油是为隔绝空气③铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？

铁锈成分复杂，并且疏松多孔、易吸水，不能阻碍里层的铁与氧气、水蒸气反应。

铝与氧气反应是生成致密的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀。小组讨论混合物，主要成是Fe2O3·XH2O1铁锈是纯净物还是混合物？大家知道生活中一部分食品会用铁粉来保护吗，为什么铁粉既能做食品脱氧剂，又能做食品干燥剂？铁能与空气中的水和氧气反应，从而起到了脱氧和干燥的作用。生活知识拓展铜锈的成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，可推断铜生锈的过程是铜与空气中的O2、H2O和CO2发生反应。发生反应的化学方程式为2Cu+H2O+CO2+O2=Cu2(OH)2CO3。同学们看看佩戴的眼镜框上面有绿色的物质吗1.根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理有哪些？破坏铁生锈的条件：①隔绝氧气

②隔绝水2.生活中防止铁制品生锈的具体方法有哪些？小组讨论①保持铁制品的洁净和干燥（改善腐蚀环境）②在铁的表面涂上一层保护膜，如涂油、喷漆、电镀、搪瓷、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与水、空气隔绝。③制成合金，提高抗腐蚀能力，如不锈钢。就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。干膜改镀烤保持铁制品表面洁净和干燥在钢铁表面覆盖保护层在钢铁表面镀一层其他金属用化学方法使表面形成致密的氧化膜加入其他金属，改变其组成防锈五字诀防止铁生锈的方法车龙头车架车链及齿轮辐条塑料胶套、镀铬刷油漆刷油制成不锈钢或镀锌同学们有没有仔细观察自行车呢，为什么由铁作为主要成分的自行车很难生锈。1.物理方法：砂纸打磨，高压水冲。2.化学方法：酸洗法。铁锈能与稀盐酸或稀硫酸发生反应生成可溶性的物质，所以可用稀盐酸或稀硫酸除去铁锈。（生活中常见用稀盐酸除铁锈，注意盐酸要适量）金属除锈的方法喷漆生活中保护铁制品生锈的方法涂油搪瓷制成合金刷油漆烤蓝电镀（1）金属资源的储量有限，而且不能再生；（2）废旧金属的随意丢弃不仅造成资源的浪费，

还会造成环境污染。2、金属资源的保护资料：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，并根据目前这些金属的消耗速度，矿物大幅减少。

据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的铁的90%以上的金属得到了回收利用。废弃金属的回收有什么意义？1.可节约金属资源；2.金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并进行再利用可节约能源；3.降低金属制品的生产成本，从而使人们能得到物美价廉的金属制品；4.可减少金属对环境的污染。意义（1）有效地防止金属锈蚀。（2）回收和利用废旧金属。保护金属资源的有效途径（4）积极寻找金属的代用品。（3）有计划、合理地开采矿物。课堂总结金属资源保护保护金属资源的有效途径铁生锈的条件铁与氧气、水同时接触防止铁生锈的措施保持铁制品表面的洁净和干燥在铁制品表面覆盖保护层改变内部结构，制成合金防止金属腐蚀回收利用废旧金属有计划、合理地开采矿物寻找金属的代用品2.下列说法中正确的是（）A.铁锈的主要成分是Fe