人教版初中化学第八单元金属和金属材料课题三金属资源的利用和保护ppt课件.ppt

课题3金属资源的利用和保护 1 图8 15自然界以单质形式存在的金 图8 16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 一 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 2 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 磁铁矿 主要成分是Fe3O4 常见几种金属矿物的成分 3 问题 哪种矿石更适合炼铁 选择矿石时 需考虑哪些方面的因素 答案 赤铁矿和磁铁矿更适合炼铁 因为它们不仅含铁量高 而且无有害元素 冶炼过程中不会产生污染物 4 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 孔雀石Cu2 OH 2CO3 5 二 铁的冶炼 为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 6 红色的Fe2O3变成灰黑色 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 实验室用一氧化碳还原氧化铁 用燃着的酒精灯将尾气点燃或 用气球收集尾气 7 一氧化碳还原氧化铁 相关的化学方程式 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 CO2 Ca OH 2CaCO3 H2O 2CO O22CO2 点燃 高温 用酒精灯点燃尾气的作用是 防止一氧化碳污染空气 8 实验步骤 1 检查装置气密性2 将适量的氧化铁装入试管并固定装置3 点燃右边酒精灯4 通入一氧化碳气体5 点燃酒精喷灯给氧化铁加热6 待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热7 待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳 然后熄灭右边酒精灯实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热 防止加热时CO与空气混合发生爆炸 实验完毕后 停止加热后要继续通CO至玻璃管内固体冷却 防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化 同时还可防止石灰水倒吸 9 1 原料 黄铁矿FeS2 赤铁矿Fe2O3 菱铁矿FeCO3 磁铁矿Fe3O4 2 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 石灰石 铁矿石焦炭 空气 化学方程式 70 48 27 46 67 72 41 含铁量 2 工业炼铁 10 3 设备 炼铁高炉 铁矿石 焦炭 石灰石 11 4 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 C O2CO2C CO22CO 5 产品 生铁 12 炼钢和炼铁的比较 高温 13 三 含杂物质的化学方程式计算 m 纯 m 不纯 纯度 m 不纯 m 纯 纯度 1 1000t含氧化铁80 的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少 2 已知生铁中铁的质量分数为96 计算多少吨生铁中含铁560吨 14 例题 用1000t含氧化铁 Fe2O3 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 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 x 560t 温馨提示 杂质不参加反应 利用化学方程式计算时一定要代入纯物质质量 折合成含铁96 的生铁的质量为 560t 96 583t 纯化杂 答 理论上可炼出含铁96 的生铁为583t 15 设需含Fe2O3质量分数为85 的赤铁矿石的质量为x 解 生铁中含纯铁 3000t 1 5 2850t X 4790t 答 该3000t生铁中含纯铁2850t 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 该3000t生铁中含纯铁多少吨 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 16 2 下图是课堂中模拟炼铁的实验装置 1 写出图中标有序号的仪器名称 2 实验过程中 先要进行的是 填 或 加热 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中观察到的现象是 4 该装置的不足之处是 铁架台 试管 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 17 第八单元金属和金属材料 课题3金属资源的利用和保护 第二课时 18 资料一 人类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 金属矿物的储量有限 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 有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示 不包括今后新探明的矿物储量 一些国家的金属储备量和金属的回收利用等 19 资料二 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 20 铁轨的锈蚀 铁钉的生锈 各种铁制品的锈蚀 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 金属锈蚀给人类带来了巨大的损失 21 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 铁生锈条件的探究 22 一 在试管1中加入少量的蒸馏水 使铁钉的一半浸没在水中二 在试管2中注入冷却的沸水 使其侵没铁钉 上面加上植物油并塞紧橡皮塞三 在试管3中加入少量干燥剂 生石灰或无水氯化钙 再放一团干棉球 塞紧橡皮塞 23 一周后 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 一半在水中 干燥空气中 24 铁生锈条件的探究 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 潮湿的空气中 缓慢氧化 放热 25 在空气中锈蚀 实际上是铁跟氧气 水等物质相互作用 发生一系列复杂的化学变化 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 铁锈成分复杂 主要是Fe2O3 XH2O它是一种疏松多孔的物质 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 继续跟铁反应 直至铁被完全锈蚀 26 氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 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 27 想一想 阅读教材P19页 回答下列问题 1 试管 中为什么要用煮沸过的蒸馏水 且要加入植物油 2 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 3 你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗 是为了防止蒸馏水中溶有氧气 不能 因为铁锈是疏松的 28 金属防腐蚀的方法 改变金属的内部结构制成合金 如不锈钢形成保护层刷油漆 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改善腐蚀环境等等保持铁制品表面干燥和洁净 1 隔绝空气或氧气 2 隔绝水 29 怎么防止钢铁生锈呢 在车船的表面喷油漆 在机械表面涂防锈油 在面盆 杯子 等表面烧涂搪瓷 此外 还可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属 如 在钢铁表面镀锡 镀锌 和镀铬 镀铜 30 三角架 钢线 辐条 链条 刷漆 镀一层耐腐蚀的金属 涂油等 平时要保持自行车的洁净与干燥 或涂油 自行车防锈措施有哪些 讨论 钢圈 31 讨论 3 对于金属资源除了采取防止金属腐蚀的措施外 还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢 废品收购站为什么要收购废铁 废铜 和易拉罐等金属 32 二 金属资源保护 2 金属资源保护 2 回收和利用废旧金属 33 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 以上的金得到了回收利用 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 你知道吗 34 二 金属资源保护 2 金属资源保护 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 寻找金属的代用品 5 物尽其用 35 小结 铁生锈的主要条件是与空气和水 或水蒸气 直接接触 破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈 防止铁生锈的方法为 保持铁制品表面干燥和洁净在铁制品表面刷油漆 涂油 镀铬 烤蓝 等制成合金钢 保护金属资源的有效途径是 防止金属腐蚀回收利用废旧金属合理有效的开采矿物寻找金属的代用品物尽其用 36 我会做 1 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 浸没有植物油中2 下列做法能防止铁制品生锈的是 A 自行车脏了用清水冲洗B 用废酸液冲洗铁制污水管道C 在铁制篮球架上刷一层油漆D 切完咸菜后 尽快将菜刀洗净擦干 3 4 C D 37 我会做 3 随着人们生活质量的提高 各种电池使用量大幅度增加 废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来 其首要原因是 A回收利用电池外壳的金属材料B防止电池中汞 镉 铅等重金属对土壤和水源的污染C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D回收利用电池中的石墨电极 C 38 我会做 4 1 下列家庭生活垃圾 废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶 塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅 铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 废弃玻璃物品等 其中可回收利用的有 回收利用与保护金属资源的相关联的是 2 请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议 防止金属腐蚀 寻找金属的代用品 39 反馈练习 1 在下列情况下 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 C B A 水面上的船头部分B 水面附近的船体部分C 水面下的船底部分D 各部分都一样速度生锈 40 3 日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀 下列做法中不能起防锈作用的是 在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂 保留铁件表面的铁锈作保护层 在铁器表面刷油漆 自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道 切完咸菜后 尽快将菜刀洗净擦干A B C D B 41 4 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三支试管中进行研究 请你帮助该学生完成下列实验设计的内容 加热烘干试管 小心放入铁钉 塞上塞子 探究铁在有水而无空气 氧气 时的生锈情况 小心放入铁钉 注入蒸馏水 使铁钉部分浸入水中 42 一周后 编号为 的试管中的铁钉最易生锈 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 其原因是 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 43 4 某课外兴趣小组对一批铁样品 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实验 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 实验数据如下表 请你认真分析数据 回答下列问题 哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应 计算样品中铁的质量分数 若生产1000t这种纯度的铁 至少需要含氧化铁 Fe2O3 80 的赤铁矿多少吨 改正 烧杯的质量为25 4g 计算结果精确到0 1 44 解 分析表中数据可知 甲 乙 丙三人的实验生成气的质量都是0 3g 如甲为200g 9g 208 7g 0 3g 即各人的实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 45 解 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 计算样品中铁的质量分数 答 样品中铁的质量分数为93 3 46 若生产1000t这种纯度的铁 至少需要含氧化铁 Fe2O3 80 的赤铁矿多少吨 解 需要含氧化铁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 160112Y 80 930t 160 112 Y 80 930tY 1666 1t 答 生产1000t这种纯度的铁 至少需要含氧化铁 Fe2O3 80 的赤铁矿为1666 1t 47 1 把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程 其主要反应原理是在