人教版《第八单元 课题3 金属资源的利用和保护》课件

第8单元金属和金属材料金属资源的利用和保护（一）——铁的冶炼2不锈钢刀具3铝制品4不锈钢电动伸缩门5地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。6自然界以单质形式存在的金7自然界以单质形式存在的银8金属元素在地壳中的含量质量分数%质量分数%元素名称元素名称7.732.00镁铝4.750.008锌铁3.450.007铜钙2.740.00001银钠2.470.0000005金钾9工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。赤铁矿10黄铁矿11黄铜矿12辉铜矿13菱铁矿14铝土矿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。15铁的冶炼早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。16我国古代炼铁图17上海宝山钢铁公司炼铁高炉18为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票19【实验】一氧化碳还原氧化铁的实验

现象分析20把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2

高温

铁的冶炼其主要反应原理：21在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑杂质问题。22钢的冶炼第8单元金属和金属材料金属资源的利用和保护（二）——金属资源的保护24开矿25钢铁锈蚀的危害26一方面，我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。另一方面，据有关资料报导，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%。这是多么惊人的数字呀！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。27【活动与探究】铁钉锈蚀条件的探究一、金属的腐蚀和防护28一、金属的腐蚀和防护铁制品的锈蚀过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。了解了铁制品锈蚀的条件，就能知道如何防止铁制品锈蚀的方法。破坏铁制品锈蚀的条件，使它们不再具备锈蚀的基础，就能防止铁制品锈蚀。29一、金属的腐蚀和防护对防止铁铁制品锈蚀的建议

30一、金属的腐蚀和防护讨论：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？31钢铁防锈一、金属的腐蚀和防护32二、金属资源保护矿物的储量有限，而且不能再生。据估计一些矿物可供开采的年限33怎样保护金属资源呢？金属的回收利用除了防止金属的腐蚀，另一条有效途径是金属的回收和利用。二、金属资源保护34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。目前世界上已有50%以上的铁和90%以上的金得到了回收利用。二、金属资源保护35二、金属资源保护废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果将废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染，这是一举两得的好事。36二、金属资源保护保护金属资源的第三条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。铁矿37二、金属资源保护其他的途径还有寻找金属的代用品等。随着科学技术的发展，新材料层出不穷。全塑汽车38玻璃纤维增强塑料制造的破冰斧二、金属资源保护39怎样保护金属资源呢？(4)寻找金属的代用品(3)合理有效地开采矿物(2)金属的回收和利用。(1)防止金属的腐蚀；二、金属资源保护40钢铁的使用第8单元金属和金属材料

金属资源的利用和保护（三）

——金属的腐蚀和保护3.1腐蚀作用42校园里在很多的设施都是用铁制成，如：3.1腐蚀作用43但设施普遍受到腐蚀的影响。3.1腐蚀作用发生腐蚀的地方通常在物件的哪个部分?44被腐蚀的铁跟原來有什么不同?3.1腐蚀作用除铁以外，很多金属(镁、钙、钠等)也会与环境中的物质(如空气、水)反应(腐蚀作用)，在表面上形成一层粉末。45镁(Mg)镁(Mg)钙(Ca)钙(Ca)钠(Na)钠(Na)3.2铁生锈时会产生什么现象铜制品在空气中也会被腐蚀，但铜的氧化物反而能成为保护铜的物质。然而，铁锈并不稳固地附在铁的表面，易于剥落，使铁的表面不断被腐蚀，最后整块铁都被锈蚀。46古代铜制品古代铁制品3.2铁生锈时会产生什么现象铁的腐蚀称为生锈(rusting)，其化学反应过程是相当复杂，但结果非常简单：47铁(s)+氧气(g)Fe2O3·xH2O(aq)水疏松多孔，会加速铁的锈蚀____________________3.3生锈的必要条件48没有生锈

产生锈蚀经煮沸的蒸馏水棉花无水氯化钙蒸馏水

海水油层1234铁钉没有水没有空气水和空气同时存在3.3生锈的必要条件49没有生锈

产生锈蚀没有水

水和空气同时存在没有空气氧气水生锈3.4加快铁生锈速率的情况50酸性污染物的存在

(酸雨)加快生锈速度离子化合物的存在

(氯化钠)高溫

(加快化学反应速度)与活泼性较低金属

接触（置换反应)经刮擦或凹凸扭曲表面(增加接触面)3.5使用指示剂观察生锈情況51铁钉含锈蚀指示剂的胶凝体溶液钉身钉头培养皿钉尖用指示剂來测试生锈的发生，数分钟后铁钉的周围会呈现蓝色。铁生锈时会生成Fe2+(aq)离子；六氰合铁(III)酸钾指示剂能鉴定Fe2+离子(纵使极其微量)，形成一种深蓝色的化合物，所以蓝色出現之处显示生锈发生。52氧气水生锈3.6怎样防止铁生锈加上保护层1.加上油漆、塑胶层或油脂3.6怎样防止铁生锈531.加上油漆、塑胶层或油脂铁油漆氧气和水不能与铁接触，所以铁不会生锈油漆剥落后油漆氧气和水与铁接触，导致铁生锈3.6怎样防止铁生锈542.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。3.6怎样防止铁生锈553.牺牲性保护由镀锌铁制造的水桶。把铁与一较活泼的金属相连接，因而防止铁生成Fe2+(aq)离子，从而防锈。3.6怎样防止铁生锈563.牺牲性保护破损部位锌表层氧与锌反应，铁不会腐蚀铁锌块3.6怎样防止铁生锈574.使用铁合金用不锈钢制造的器具3.7如何选择适当的防锈方法?

准则选择油漆包上

塑料镀锡镀锌镀铬不锈钢可维持时间使用地点用途外观因素价格58如何决择选用哪种防锈方法?订立准则，按优次评分决策3.8铝的抗腐蚀能力59铝表层与空气中的氧反应

薄薄的氧化铝保护层

避免铝与空气(氧)接触铝铝铝在金属活动性顺序中的位置比铁要高，为何铝比铁抗氧化的能力更好？

透过铝的阳极电镀从而增加氧化铝的厚度，使铝的表面受到更多保护。课题3金属资源的利用和保护

课题3金属资源的利用和保护

订正作业（教师介绍）1、青少年看书、写字一定要爱护眼睛，台灯是在光线不足时常用的照明用具。(1)图中标示的物质属于金属材料的有

(填序号)。(2)灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了铝的

性。

(3)铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是

。

(4)若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是

。①②④

课题3金属资源的利用和保护延展铝与氧气反应表面形成致密氧化膜CuSO4和Al2(SO4)3(其他合理答案均可)

课题3金属资源的利用和保护

AlXCu现象开始时几乎无气泡产生产生气泡速度慢无气泡产生一段时间后产生气泡速度快产生气泡速度慢无气泡产生【分析与结论】(1)实验开始时，铝表面几乎无气泡产生的原因是______________________。(2)铜表面始终无气泡产生的原因是______________。(3)三种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。铝表面有一层氧化铝薄膜

2、某校同学以“比较Al、X、Cu三种金属的活动性”为课题进行实验探究。【所用药品】溶质质量分数相同的稀盐酸，大小形状都相同的Al、X、Cu三种金属。【实验记录】铜不能与稀盐酸发生反应

Al>X>Cu

课题3金属资源的利用和保护

金属在自然界的存在方式：单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。赤铁矿[Fe2O3]黄铁矿[FeS2]菱铁矿[FeCO3]

课题3金属资源的利用和保护

铝士矿[Al2O3]黄铜矿[CuFeS2]辉铜矿[Cu2S]矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。铁矿石

铁

课题3金属资源的利用和保护

1、加热氧化铁使其分解。

类似拉瓦锡测空气成份时的氧化汞的分解生成汞和氧气2、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。类似我们学习碳的性质时的碳还原氧化铜×√我们试一下实验室：一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3]现象：

红色粉末变成黑色，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温澄清的石灰水变浑浊。CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O用酒精灯点燃尾气的作用是防止CO污染空气2CO+O22CO2点燃

课题3金属资源的利用和保护

2、我国现代炼铁（高炉炼铁）。1、我国古代炼铁（生熟炼铁炉）。一、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：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。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。

课题3金属资源的利用和保护

有关杂质问题的计算例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1602×56800tX160X2×56800tX=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。

课题3金属资源的利用和保护

请用另一种方法试一试：解：1000t×80%×2×56÷

160÷96%=583t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：

课题3金属资源的利用和保护

1、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：订正作业（教师介绍）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

课题3金属资源的利用和保护

二、金属资源保护资料一：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。根据已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，一些国家的金属储备和金属的回收利用等）。

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。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？

课题3金属资源的利用和保护

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

课题3金属资源的利用和保护

1、改变金属的内部结构制成合金，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：

课题3金属资源的利用和保护

2、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：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

课题3金属资源的利用和保护

2、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中（2）在潮湿的空气中（3）部分浸入食盐水中（4）浸没在植物油中3、如图所示实验，装置中出现的现象是（）A、铁丝不变化B、铁丝逐渐消失C、试管中的液面不变化D、试管中