人教版九年级化学下册-《金属资源的利用和保护》思维导图课件

思维导图课件金属资源的利用和保护考情分析考查重点命题角度金属资源计算用铁矿石炼铁的原理、现象、步骤、装置等金属锈蚀及防锈金属资源的利用和保护根据化学方程式对含有某些杂质的反应物和生成物的计算思维导图

思维导图解读——金属资源(1)存在：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中。①在发现的100多种元素中，有80多种是金属元素。②由于金属元素最外层电子数较少，容易失去电子成为阳离子，所以金属大多数都以化合物的形式存在于自然界中。③只有少数不活泼金属(Au、Ag等)以单质的形式存在于自然界中。(2)地壳中金属元素的含量并不相同，位于前五位的金属元素是铝、铁、钙、钠、钾。思维导图解读——金属资源(3)矿石①工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。②常见的矿石③我国矿物状况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，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。名称主要成分名称主要成分赤铁矿Fe2O3铝土矿Al2O3黄铜矿CuFeS2菱铁矿FeCO3辉铜矿Cu2S磁铁矿Fe3O4思维导图解读——铁的冶炼(1)实验室中铁的冶炼【实验原理】在高温条件下，利用一氧化碳把铁从其氧化物中还原出来：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。【实验装置】思维导图解读——铁的冶炼【实验步骤】①检查装置的气密性；②将氧化铁放入玻璃管中央，固定；③先点燃右端酒精灯；④给玻璃管通入CO气体；⑤给氧化铁加热；⑥停止加热；⑦待玻璃管冷却后，停止通CO气体；⑧盖灭右边酒精灯。思维导图解读——铁的冶炼【实验现象】红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气点燃产生淡蓝色火焰。【实验注意事项】①先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸；②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁。同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸；③尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；④若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。思维导图解读——铁的冶炼(2)工业炼铁①炼铁的原料铁矿石、焦炭和石灰石是炼铁的主要原料。铁矿石主要是磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿等。焦炭的作用是提供热量和产生还原剂，石灰石主要是做熔剂，除去铁矿石中的SiO2等杂质。②炼铁的原理和设备在高温条件下，利用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。炼铁的主要设备是炼铁高炉。思维导图解读——铁的冶炼③炼铁的过程及反应a.焦炭燃烧产生热量并生成还原剂CO。C+O2CO2；CO2+C2COb.氧化铁被CO还原成铁。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2c.SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙。CaCO3CaO+CO2↑；CaO+SiO2CaSiO3思维导图解读——铁的冶炼硅酸钙是炉渣的主要成分，密度比铁水小，从出渣口放出。【例1】工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程，炼铁高炉中发生的主要反应有 (

)①C+O2CO2②Fe2O3+3H22Fe+3H2O③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑⑤CO2+C2COA.②③⑤

B.①③⑤C.①④⑤

D.②③B典例精析【解析】工业炼铁是以焦炭、铁矿石、石灰石、空气为原料，在高温条件下利用一氧化碳将铁从铁的氧化物中还原出来。在炼铁高炉内发生的化学反应主要有：焦炭燃烧生成二氧化碳：C+O2CO2，二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳：CO2+C2CO，一氧化碳与铁矿石反应还原出铁：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。在炼铁高炉内焦炭不会直接与铁矿石发生还原反应，也没有氢气与铁矿石的反应。由此可知，含有②或④的选项不正确，可以排除A、C、D，正确选项为B。典例精析思维导图解读——含杂质物质的有关化学方程式的计算(1)这类计算题在计算时应把握以下几点①化学方程式所表达的都是纯净物质发生化学变化时的相互关系，各化学式所确定的化学量，反映的是纯净物之间的数量关系。②在现实生活中绝对纯净或理想纯净的物质是不存在的，或多或少都含有杂质，当进行计算时所含杂质并不遵守该反应化学方程式所遵循的规律，因此当参与反应的物质含杂质时，先要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。思维导图解读——含杂质物质的有关化学方程式的计算(2)纯净物与含杂质物质的换算关系思维导图解读——含杂质物质的有关化学方程式的计算(3)含杂质物质的有关化学方程式的计算步骤①将含杂质物质质量换算成纯物质质量。纯物质的质量=含杂质物质质量×纯度②将纯物质质量代入化学方程式进行计算。③将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量。

【例2】某课外活动小组，为了检测本地钢铁厂生铁产品的质量，在实验室中称取生铁屑样品10.0g放入烧杯中，加入一定量的稀硫酸。加热，使之充分反应(杂质不参加反应)，然后冷却、称量。反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0.34g。计算：(1)生铁样品中杂质的含量。(2)生产100t这种生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量。典例精析【解析】此题为不纯物的计算题。解题关键在于根据质量守恒定律确定反应前后减少的质量即为氢气的质量(0.34g)。然后按氢气的质量根据化学方程式计算出生铁的质量。第(2)问可以按铁元素质量守恒，根据化学式计算，也可以按质量比由化学方程式计算。典例精析【答案】解：(1)设样品中杂质含量为x。典例精析

【例3】让我们与小松同学一起参与以下探究：(1)Cu-Al和Cu-Ag合金外观相似，小松认为只要滴几滴稀硫酸就可将这两种合金鉴别出来。你是否同意小松的看法?

(填“同意”或“不同意”)。

(2)小松认为只使用AgNO3溶液，就可测定上述

合金中两种金属的质量比。称取这种合金9.6g，加入足量AgNO3溶液，充分反应后过滤，将所得固体洗涤、干燥后称其质量为17.2g。试计算该合金中两种金属的质量比。典例精析【解析】(1)Cu-Al和Cu-Ag中的铝能和酸反应，所以滴加酸会冒出气泡，由此可以鉴别。(2)当加入硝酸银时，由于铜和铝的活动性都比银的强，所以，Cu-Al中的各成分不能确定。Cu-Ag合金中只有铜和硝酸银反应，所以可以测定铜、银的质量分数。干燥后的固体是原来合金中的银和铜置换出的银二者的质量和，所以，设原来合金中银的质量是x，则原来铜的质量是9.6g-x，则生成的银的质量是17.2g-x，根据铜和硝酸银反应的化学方程式即可计算。典例精析典例精析【答案】解：(1)同意(2)Cu-Ag设原来合金中银的质量是x，则原来铜的质量是9.6g-x，则生成的银的质量是17.2g-xCu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag64

2169.6g-x

17.2g-x 64/(9.6g-x)=216/(17.2g-x)解得x=6.4g则铜的质量是9.6g-6.4g=3.2g，所以，合金中铜和银的质量比是3.2g∶6.4g=1∶2。答：合金中铜和银的质量比是1∶2。【总结提示】此题考查了不纯物质在化学方程式中的计算，所以，要将不纯物质的质量转换成纯净物的质量再进行计算。思维导图解读——金属的腐蚀和防护(1)金属的腐蚀①探究钢铁锈蚀的条件

试管Ⅰ试管Ⅱ试管Ⅲ实验装置

实验现象铁钉生锈铁钉不生锈铁钉不生锈实验结论铁制品锈蚀的过程，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，因此铁制品锈蚀的条件为：铁与空气(氧气)和水(水蒸气)直接接触思维导图解读——金属的腐蚀和防护②钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果，同时钢铁的纯度、环境的温度和酸碱性也是影响铁锈蚀的因素。③铁锈(主要成分Fe2O3·xH2O)疏松多孔，不能阻止钢铁制品内部的铁与氧气和水继续反应，直至完全被锈蚀。思维导图解读——金属的腐蚀和防护要防止金属制品锈蚀，就要破坏铁制品锈蚀的条件，具体方法有如下几种：①在金属表面覆盖保护层——使金属与空气、水隔绝，如刷矿物油、油漆、镀其他金属等。②保持铁制品表面的干燥。③改变金属的内部组织结构，制成合金，如不锈钢就是在钢中熔合铬、镍等金属制成的。(2)金属资源的防护思维导图解读——金属的腐蚀和防护铁锈能与稀酸反应生成可溶性的物质(酸不宜过量)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2OFe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O现象：铁锈逐渐消失，溶液由无色变成黄色。(3)除锈注意：铁生锈后如果没有除锈，会加速铁的锈蚀，因此铁制品应先除锈后上保护层。【例4】下列关于金属物品使用的描述中，正确的是 (

)A.铁制车棚定期喷涂油漆B.在铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰水配制杀菌剂C.常用自来水冲洗自行车可防止生锈D.铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨典例精析A【解析】B中Fe与CuSO4反应生成FeSO4和Cu；C做法导致自行车容易生锈；D做法会把铝表面的致密氧化膜除掉，失去保护作用，故B、C、D不正确。而铁制车棚定期喷涂油漆可防止铁生锈。【例5】下面是某同学对铁部分知识学习的过程。(1)对铁制品生锈的情况调查：典例精析调查内容掉漆的自行车裸露在混凝土以外的钢筋涂油的无锈铁钉镀铬铁质剪刀铁制品锈蚀的现象风吹雨淋，时间长了，掉漆的部分会生锈时间长了钢筋表面出现锈层铁钉较长时间仍不生锈剪刀较长时间不生锈①从调查中可知铁制品生锈的主要条件是

。②提出下列保护铁资源的建议，其中正确的是

(填字母)。A.防止铁制品腐蚀B.回收利用废旧铁制品C.任意开采铁矿石(2)通过铁与硫酸铜溶液反应的实验来比较铁和铜的金属活动性强弱。请写出该反应的化学方程式：

。典例精析铁与潮湿的空气接触

AB

Fe+CuSO4FeSO4+Cu【解析】根据题中给出的条件，推测出铁生锈的条件是铁与空气、水同时接触。为保护铁资源，应防止腐蚀，回收利用废铁。将铁放在硫酸铜溶液中，铁表面有红色物质析出，说明铁把铜置换出来了。典例精析【例6】李明同学视力不好，戴了一副眼镜(铜制眼镜框)。某日发现镜框上出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿)。典例精析【提出问题】铜在什么条件下生锈?李明对此进行了探究。【假设猜想】根据铜绿的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、

、

共同作用的结果。【设计与实验】借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，李明设计了“铜片锈蚀条件的探究”，实验如下图所示：二氧化碳氧气【问题讨论】(1)实验较长时间后，发现

(填编号)试管中光亮的铜片最先生锈。(2)从优化实验的角度考虑，

实验是多余的，它只考虑了水这个单一的条件。C试管中除光亮的铜片、蒸馏水外，还有另外一种物质为

。(3)D试管中除光亮的铜片外，还有的另外两种物质为

、

；从D试管的实验中