2018年人教版九年级下册第八单元课题3 金属资源的利用与保护 教学课件 共40张

1、 学习目标： 1.能说出铁、铝、铜等常见金属的矿物，能记住炼铁的原 理和方法。 2.能运用化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有 关计算。 3.能记住金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 4.能说出废旧金属对环境的影响，能说出回收利用废旧金 属等金属资源保护的重要性。 重点：1. 金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法 2. 运用化学方程式对含有杂质的反应物或生成物 进行有关计算 难点：运用化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行 有关计算 自主探究： 知识点1：金属资源的存在方式与矿石 【阅读】课本，完成以下题目： 1、地球上的金属资源广泛的存在于 和 中， 除少数很不活泼的金属

2、如 、 等以 形式 存在外，其余都以 形式存在。 2、工业上把能 叫作矿石，常 见的矿石有 等 知识点2：铁的冶炼 【阅读】课本，完成以下题目： 3、把铁矿石炼成铁是一个复杂的过程:工业上炼铁时，把 和 、 一起加入 ，在 下，利用 与 反应生成的 把铁从铁矿石还原出来。 4、按课本图820实验时，可以看到的现象是： ，写出该反应的化 学方程式： 碳 海洋 金 银 单质 化合物 提炼金属的矿物质 赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、铝土矿、黄铜矿、辉铜矿 铁矿石 焦炭 石灰石 高炉 高温 地壳 氧气 一氧化碳 黑色变为红色，石灰水变浑浊 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 知识点3：含杂物质的化学方程式

3、计算 5、用2000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可以炼出含96%的生铁多 少吨？ 知识点4：铁制品锈蚀的条件 6、铁制品锈蚀，实际上是铁与空气中的 、 等发 生的化学反应。铁锈的主要成分是 。铁锈的特点是很 ，不能 等反应，因此它可 以全部被锈蚀。 知识点5、金属资源保护 7、为什么要对金属资源进行保护？ 8、保护金属资源的途径主要有： ； ； ； 。 解：2000t80%256/160100%96%=1167t 答：可以炼出含96%的生铁1167吨 氧气 水蒸气 三氧化二铁 疏松 与氧气和水蒸气的反应 金属矿物质的储量是有限的，并且不可再生 防止金属腐蚀 金属回收利用 合理开采矿物质 寻

4、找金属的替代品 人类生活离不开金属人类生活离不开金属 金属元素在地壳中的含量 赤铁矿 黄铁矿FeS2 菱铁矿FeCO3 铝 士 矿 黄铜矿 辉铜矿 Fe2O 3 矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 赤铜矿 Cu2O 磁铁矿（主要成分Fe3O4） 金属元素在自然界中的存在金属元素在自然界中的存在 金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的 金属（如金、银等）有单质形式单质形式存在； 我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数 国家这一，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 储量在世界观上也占有重要志地位。 大自然向人类提供了

5、丰富的金属矿物资源， 人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业 生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。 现象：红色粉末变 成黑色，澄清的石 灰水变浑浊。 点燃尾气有蓝色火 焰 一氧化碳还原氧化铁 实验室 相关的化学方程式： Fe 2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 CO 2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 2CO + O 2 2CO2 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 一.铁的冶炼 1、原料： 黄铁矿 FeS 2 赤铁矿 Fe 2O3 菱铁矿 FeCO 3 磁铁矿 Fe 3O4 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

6、中还原出来 Fe 2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 石灰石、铁矿石 焦炭、空气 3、设备：高炉 化学方程式： 70% 48.27% 46.67% 72.41% 含铁量 一.铁的冶炼 工业上 铁矿石 焦炭 热空气 炉 渣 出 口 生铁 出口 石灰石 高炉炼铁图：高炉炼铁图： 高炉是个竖直的圆筒形炉 子，炉壳用钢板制成，内 部用耐火砖作衬里。炼铁 的主要原料是铁矿石、焦 炭、石灰石和空气。 高温下，用还原剂（主要是 一氧化碳）从铁矿石里把铁 还原出来 工业上工业上 工业上 ? 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

7、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。 有关杂质问题的计算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X Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2X56 800 t X 160 800t x=560t 256 x 高温 = 折合为含铁96%的生铁的质量为 560t96%=583t 答：1000t可炼出生铁为583t。 解：铁的质量： 2000t(1-3%)

8、=1940t 设：可炼出四氧化三铁的质量为X Fe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t 高温高温 232 x x=2679t 168 1940t = 折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t 答：磁铁矿石的质量为2977t。 资料一：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）。 议 一 议 1 、金属资源短缺

9、对人类 社会发展意味着什么？ 2 、金属腐蚀可给我们带 来哪些危害？ 资料二：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% 。 1、金属的腐蚀和防护 （1）铁制品锈蚀条件的探究 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 一、在试管一、在试管1中加入中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没，使铁钉的一半浸没 在水中在水中 二二、在试管、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、在试管三、在试管3中加入少量中加入少量干燥剂

10、（生石灰或无水氯化钙）（生石灰或无水氯化钙） 再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞 一周后一周后 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 全浸在水中全浸在水中 一半在水中 干燥空气中 铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究 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。 （缓慢氧 化，放热） 在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是 铁跟跟氧气、水等等 物

11、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Fe2O3XH2O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。 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” 与空气（氧气）接触 与水与水接触 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）、

12、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)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2)隔绝水隔绝水 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 讨论讨论 1、在实际生活和生产中我们应该采取哪 些具体方法来防止铁制品生锈呢？ 防止铁制品生锈的具体方法为： ? 保持铁制品表面干燥和洁净 ? 在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、 涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高 温灼烧金属，进行“

13、烤蓝”处理等 ? 制成合金钢，如不锈钢 讨论讨论 2、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？ 答：刷漆、涂 油、镀铬等 讨论讨论 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？ 二、金属资源保护二、金属资源保护 2、金属资源保护 （2）回收和利用废旧金属 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

14、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？ 讨论讨论 废弃金属的回收有什么意义？ ? 可节约金属资源 ? 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废 弃金属并再利用可节约能源 ? 降低金属制品的生产成本，可方便人们 得到物美价廉的金属制品 ? 可减少金属对环境的污染 二、金属资源保护二、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 （

15、3）合理开采矿物 （4）寻找金属的代用品 （5）物尽其用 课堂小结课堂小结 1、生铁的冶炼是一个复杂的过程，其主要反应原理是一 氧化碳夺取铁矿石里的氧，把铁还原出来： Fe 2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 2、在实际生产中，所用的原理或产物一般都含有杂质， 在计算用料或产量时，应该注意杂质问题。 3、铁生锈的主要条件是与空气和水直接接触。防止生锈 的方法就是控制一个或两个条件。如铁制品表面涂油、 刷漆、镀一层金属等。 4、保护金属资源的有效途径是防止金属锈蚀、回收利用 废旧金属、合理有效的开采矿物，以及寻找金属的替代品 。 当堂达标当堂达标 1、下列金属在自然界中主要以单质的形式存在的

16、是（） A.Fe B.Al C.Zn D.Au 2、下列物质中不是炼铁高炉中投放的基本原料的是（ ） A.铁矿石 B.石灰石 C. 焦炭 D.生铁 3、下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是 （ ） A.在潮湿、疏松、透气的土壤中 B.在呈酸性的土壤 中 C.在干燥、致密、不透气的土壤中 D.在含沙粒较多， 潮湿透气的土壤中 4、有关金属资源的叙述错误的是（ ） A.地球上的金属资源大多以化合物形式存在 B.目前世界上年产量最高的金属是铁 C.地球的金属资源是有限的，而且不能再生 D.保护金属资源的唯一途径是不开采 5、铝土矿主要成分的化学式是 。工业生产中，通过电解氧化 铝得到铝和氧气，该反应的化学方程式是 通电 4Al+3O2 Al2O3 Al2O3 D D C D 6、某同学使用如图所示装置试验一氧化碳与氧化铁 的反应，请回答下列问题。 （1）实验进行一段时间后， A装置中出现的现象为 ，说明有 生成，B装置中出现的 现象为 ，说明有 生成。 （3）由上述实验可知，一氧化碳具有 性，在 我们学过的物质中，具有这种性质的还有 和 ，因此，他们在工业上常用来 . （4）在C处放置燃着的酒精灯，目的是 。 黑色变为红色 铁铁 石灰水变浑浊 二氧化碳 还原 碳碳 氢气 冶炼金属 尾气处理 7、钢铁在 的空气中难生锈，在 的空气中容易