人教版九年级化学下册-第8单元-课题3-金属资源的利用和保护(共31张PPT)

1、第八单元 金属和金属材料 课题课题3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护 自然界自然界除少数很不活泼的金属如除少数很不活泼的金属如金、银金、银等有等有单质形单质形 式式存在外存在外, , 一一. .金属的存在：金属的存在： 自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银 金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中的存在形式 其余都以其余都以化合物形式化合物形式存在于地壳和海洋中。存在于地壳和海洋中。 金属元素在地壳中的含量金属元素在地壳中的含量 元素名称元素名称质量分数质量分数/%元素名称元素名称质量分数质量分数/% 铝（Al）7.7

2、3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 矿石矿石: :工业上工业上把能用来把能用来提炼金属提炼金属的的矿物矿物。 赤铁矿赤铁矿Fe2O3 磁铁矿（磁铁矿（Fe3O4） 黄铁矿黄铁矿: FeS2 菱铁矿菱铁矿: FeCO3 铝土矿铝土矿: Al2O3 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O 黄铜矿黄铜矿 CuFeS2 辉铜矿辉铜矿 Cu2S 铜铜 矿矿 石石 铁矿石铁矿石 铁铁 矿石矿石如何变成如何变成金属金属？ 一、铁的冶

3、炼一、铁的冶炼 1、原料： 焦炭、石灰石、铁矿石焦炭、石灰石、铁矿石 黄铁矿黄铁矿 FeS2 赤铁矿赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿菱铁矿 FeCO3 磁铁矿磁铁矿 Fe3O4 2、原理： 在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿 石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温 实验：实验：一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁Fe2O3 现象：现象： 红色红色粉末粉末变成变成黑色，黑色， Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温高温 澄清的石灰水变浑浊。澄清的石

4、灰水变浑浊。 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 用酒精灯点燃尾气的作用是用酒精灯点燃尾气的作用是 防止防止CO污染空气污染空气 2CO + O2 2CO2 点燃点燃 实验结束时，先熄灯后停CO，是为了 防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁 重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入 热的玻璃管，使之炸裂。 1、先通、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？还是先点燃酒精灯？为什么？ 2、先熄灭酒精灯还是先停止通、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？为什么？ 先通后点的原因是为了防止加热一氧化先通后点的原因是为了防止加热一氧化 碳和空气的混合气而发生爆炸。碳和空气的混合气而发生爆炸。

5、 原料：铁矿石、焦炭、石灰石原料：铁矿石、焦炭、石灰石 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温 2.工业炼铁： 反应的化学方程式： CO是还原剂；Fe2O3是氧化剂 原理： 焦炭在高温条件下跟O2反应生成CO, CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中 的铁还原出来。 黄铁矿黄铁矿 FeS2 赤铁矿赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿菱铁矿 FeCO3 磁铁矿磁铁矿 Fe3O4 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，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从铁矿石中还原出来 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高温高温 石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石 焦炭、空气焦炭、空

6、气 化学方程式：化学方程式： 铁的冶炼铁的冶炼 设备：炼铁高炉 铁矿石、焦炭、石灰石 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温 CO2C 2CO 高温 C + O2 CO2 点燃 CO2 + C = 2CO 高温 3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2 高温 C+O2=CO2 高温高温 CaO+SiO2=CaSiO3 高温高温 CaCO3=CaO+CO2 高温高温 提供热量提供热量 提供还原剂提供还原剂 造渣，除去造渣，除去 二氧化硅二氧化硅 例题：用例题：用1000t含氧化铁含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理的赤铁矿石，理 论上可炼含铁论上可炼含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨

7、？ Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2 高温 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。 160 112 800t X 160 800t = 112 X X560t 折合含铁96%的生铁的质量为560t 96%583t(纯化杂) 答： 1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含 铁96%的生铁为583t。 或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。 Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2 高温 160 112 800t X96% 160 :112800t :X96% X583t

8、 (杂化纯) 纯物质的质量纯物质的质量= 不纯物质的质量不纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数 不纯物质的质量不纯物质的质量=纯物质的质量纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数 注意：注意： 带入化学方程式计算的数据应是带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量纯净物的质量 二、金属资源保护二、金属资源保护 资料一：资料一：据有关资料报道，现在世界上每据有关资料报道，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因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于 年产量的年产量的20% 20% 40%40%。 资料二：资料二：矿物的储量有矿物的储量有 限，而且不能再生。可限，而且不能再生。可 供开

9、采的年限如图所示。供开采的年限如图所示。 铁钉浸没一半在水中铁钉浸没一半在水中铁在空气、水的界铁在空气、水的界面处生锈面处生锈 铁钉完全浸没在水中，上面还加植物油铁钉完全浸没在水中，上面还加植物油 铁未生锈铁未生锈 铁钉放在干燥的空气中，加干燥剂等铁钉放在干燥的空气中，加干燥剂等 铁未生锈铁未生锈 全浸在水中全浸在水中 一半在水中一半在水中 干燥空气中干燥空气中 在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等物质相等物质相 互作用，发生一系列复杂的互作用，发生一系列复杂的化学变化化学变化，使铁转化，使铁转化 为为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。 因此，铁与空气接触，又

10、有水分时，最易生锈！因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！ 铁锈成分复杂，主要是铁锈成分复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它是一种它是一种 疏松多孔的物质疏松多孔的物质 Fe2O3 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分和这种多孔性的物质，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。跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。 氧化铁氧化铁与铝壶表面的与铝壶表面的氧化铝氧化铝膜性质比较膜性质比较 铁锈铁锈 (e23) 氧化铝氧化铝 (Al2O3) 结构特点结构特点 若不除去结果若不除去结果 疏松多孔疏松多孔 完全

11、锈蚀完全锈蚀 致密结实致密结实 使铝使铝“自我保自我保 护护” 与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触 与水与水接触接触 讨论讨论 自行车的构件如自行车的构件如支架、链条、钢圈支架、链条、钢圈等，等， 分别采取了什么防锈措施？分别采取了什么防锈措施？ 2 2、金属资源保护、金属资源保护 保护金属资源的主要途径：保护金属资源的主要途径： 1、防止金属的腐蚀、防止金属的腐蚀 2、金属的回收和利用、金属的回收和利用 3、有计划合理地开采矿物、有计划合理地开采矿物 4、寻找金属代用品、寻找金属代用品 学生练习：学生练习：根据铜绿的化学式根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生分析铜生 锈的条件又是

12、什么？锈的条件又是什么？ 与氧气、水、二氧化碳接触与氧气、水、二氧化碳接触 5、物尽其用、物尽其用 练习练习 1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？、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）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中 （4）浸没有植物油中）浸没有植物油中 2、下列做法能防止铁制品生锈的是（）、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、自行车脏了用清水冲洗 B、用废酸液冲洗铁制污水管道、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、在铁制篮球架上刷一层油漆 D、切

13、完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干 (3)、(4) C、D 3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅、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。其首要原因是程上来。其首要原因是 ( ) A 回收利用电池外壳的金属材料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防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的 污染污染 C减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀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回收利用电池中的石墨电

14、极 C 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池废电池 废弃橡胶、塑料制品废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶易拉罐饮料瓶 废弃电线废弃电线 破旧铁锅、铝壶破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜变质剩饭菜 瓜瓜 皮果壳皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利废弃玻璃物品等，其中可回收利 用的有。回收利用与保护金用的有。回收利用与保护金 属资源的相关联的是。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）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建 议议: ； 5、通过实验回答，铁钉在、通过实验回答，铁钉在 下列哪些情况下容易生锈？下列哪些情况下容易生锈？

15、（1）在干燥的空气中）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中）浸没在植物油中 6、如图所示实验，装置、如图所示实验，装置 中出现的现象是（中出现的现象是（ ） A、铁丝不变化、铁丝不变化 B、铁丝逐渐消失、铁丝逐渐消失 C、试管中的液面不变化、试管中的液面不变化 D、试管中的液面上升、试管中的液面上升 D 7 7、菜刀在下述情况下，发生锈斑的严重程度顺序、菜刀在下述情况下，发生锈斑的严重程度顺序 是（是（ ) ) 切湿咸菜后放置切湿咸菜后放置 切酸菜后放置切完菜后洗切酸菜后放置切完菜后洗 净擦干切完菜后洗净擦干，再抹

16、一点花生油净擦干切完菜后洗净擦干，再抹一点花生油 切完菜后用水冲洗切完菜后用水冲洗 A A B B C C D D C 8、请你解释以下两个事实：、请你解释以下两个事实： 1）铝比铁容易氧化，但为什么铝制品耐用）铝比铁容易氧化，但为什么铝制品耐用 而铁制品却容易锈蚀？而铁制品却容易锈蚀？ 铝被氧化后在其表面形成一层致密的氧化膜，铝被氧化后在其表面形成一层致密的氧化膜， 保护可铝不再进一步被氧化；而铁氧化易生保护可铝不再进一步被氧化；而铁氧化易生 锈，需要一层保护膜。锈，需要一层保护膜。 2）为什么沿海，尤其是南方沿海地区的钢铁）为什么沿海，尤其是南方沿海地区的钢铁 制品比北方容易锈蚀？制品比北方容易锈蚀？ 沿海地区，气候较潮湿，铁在潮湿的空气中更沿海地区，气候较潮湿，铁在潮湿的空气中更 易被腐蚀。易被腐蚀。 9.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