【公开课】金属资源的利用和保护（第1课时）九年级化学人教版（2024）下册

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1课时）地球上的金属资源元素名称质量分数/%铝7.73铁4.75钙3.45钠2.74钾2.47镁2.00锌0.008铜0.007银0.00001金0.0000005地壳中含量最高的金属元素是

。年产量最高的是

。铝金属元素在地壳中的含量铜的含量并不高，为什么普遍使用于日常生活和工农业生产呢？铁、铝、铜铜的活动性比铁和铝

，容易冶炼。弱新知探究地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、银等有单质形式存在（如下图），金属多以化合物的形式存在。金、银的金属活动性

。自然界中以单质形式存在的金和银弱新知探究赤铁矿（主要成分是

Fe2O3）磁铁矿（主要成分是Fe3O4）铝土矿（主要成分是Al2O3）赤铜矿（主要成分是

Cu2O）金红石（主要成分是TiO2）软锰矿（主要成分是MnO2）一些金属矿石

金属矿物大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的。矿产名称单位2023年储量铁矿矿石

亿吨169.17铝土矿矿石

万吨70752.22锰

矿矿石

万吨26129.79锌矿金属

万吨5992.71铜矿金属

万吨4064.79金矿金属

吨3203.77银矿金属

吨66866.44新知探究我国金属矿物种类比较齐全，矿物储量也很丰富。数据源自《中国矿产资源报告2024》金属单质提炼新知探究

稀土资源的利用和保护

稀土元素是储量较少的一类金属元素的统称，有“工业的维生素”的美誉，是重要的战略资源，广泛应用于新能源、新材料、航空航天、电子信息等尖端科技领域。徐光宪（1920—2015）

徐光宪院士，2008年度国家最高科学技术奖获得者。徐光宪和他的团队研发了稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品，到目前为止，我国的稀土储量居世界第一位，稀土的年生产量和年消费量也都居世界前列。新知探究以矿石为原料提炼金属，其中，提炼量最大的是？赤铁矿（主要成分是Fe2O3）磁铁矿（主要成分是Fe3O4）一些铁矿石《天工开物》记载的我国古代炼铁示意图北京首钢园——铁新知探究

铁的冶炼

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温该反应被应用于实际生产时，生产工艺和生产设备需要注意哪些问题？炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁反应，其化学方程式如下：设备高炉原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温原料铁矿石：提供铁元素焦炭：提供还原剂，

提供能量空气：提供所需氧气石灰石：除去铁矿石中

的杂质设备高炉产物生铁（主要含铁，混合物）（供热、CO2）1、C+O２

CO2点燃（制还原剂）2、C+CO2

2CO高温3、3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2高温4、ＣaCO3

CaO+CO2(与杂质反应，除杂)高温CaO＋SiO2=CaSiO3硅酸钙(炉渣）高温新知探究

设备与工艺——提高CO的利用率

适当增加炉体高度，延长反应物接触时间

热空气密度较小，从下方鼓入剩余CO回收利用;高炉气体回收利用赤铁矿石、焦炭和石灰石密度较大，粉碎后从上方加入液态的生铁从下方流出炉渣从下方排出新知探究新知探究

用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少（计算结果保留一位小数）？相对原子质量：C12

O16

Fe56含杂质物质的化学方程式的计算在实际生产中，所用的原料或产物一般含有杂质。而在计算用料和产量时，只有纯净物才能代入化学方程式进行计算。

混合物纯净物

纯净物合金（混合物）生铁（主要含铁）铁矿石Fe2O3Fe

物质的纯度

=×100%

不纯物的总质量纯净物的质量（纯净物的质量分数）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

112800t

x160800t=112xx＝560t折合含铁96%的生铁的质量为560t÷96%＝583.3t（纯化杂

）用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少（计算结果保留一位小数）？相对原子质量：C12

O16

Fe56方法2：根据化学式：（铁元素质量守恒）

1000t×80%×70%÷96%=583.3t1．某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是多少？2．冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少？3.用“W”型管进行微型实验，如图所示，下列说法错误的是（

）A.a处红褐色粉末变为黑色B.a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热C.b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成D.可利用点燃的方法进行尾气处理B基础巩固题4.小明的笔记中有一处不符合题意，你认为是图中的哪一处（）

A.a处

B.b处

C.c处

D.d处B能力提升题（1）实验前要先通入一氧化碳，然后再加热；实验过程中观察到硬质玻璃管内的红色物质逐渐变为______色，写出反应的化学方程式

。（2）实验过程中必须对尾气进行处理，利用支架调节酒精灯的高度，用酒精灯火焰的_________点燃。（3）通过上述实验探究，同学们总结一氧化碳的化学性质有_____________________。5．兴趣小组的同学利用下图装置探究工业炼铁的化学原理。能力提升题黑3CO+Fe2O32Fe+3CO2外焰还原性、可燃性金属的锈蚀与防护知识点2人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的四分之一！金属腐蚀在生活中非常普遍铁制品锈蚀的条件【探究实验】实验仪器：铁钉、试管、蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙实验方法：控制变量法、对照试验②①③②中为什么要用煮沸过的蒸馏水并在水面上覆盖植物油？③中为什么要放入棉花并在棉花上放上氯化钙干燥剂？新知探究进行实验新知探究①②对比可知，铁生锈需要与

接触。H2OO2现象①②③多物质体系中控制变量做对比实验的研究模型分析推理①部分浸在水中②浸没在水中（植物油封）③干燥的空气中√√╳√╳√生锈不生锈不生锈①③对比可知，铁生锈需要与

接触。氧气水课堂小结铁同时与空气中氧气、水蒸气发生反应Fe＋H2O＋O2

Fe2O3•xH2O铜锈：生成铜绿，主要成分Cu2(OH)2CO3)碱式碳酸铜，结构比较疏松，说明铜生锈条件是与空气中

、

、

。抗腐蚀性能较

。红棕色

铁生锈需要什么条件？氧气水二氧化碳弱新知探究铁锈为什么不能起保护作用？反思与评价铝、铬抗腐蚀性能好铝、铬表面有致密的氧化膜，可阻止内层金属被氧化铁与氧气、水等反应生成的铁锈很疏松，不能阻碍里面的铁接触氧气和水。课堂小结Fe＋H2O＋O2

Fe2O3•xH2O控制反应物控制生成物及时除锈镀铬隔绝氧气隔绝水改变金属内部结构

如何防止铁制品生锈？【防锈原理】隔绝水隔绝氧气改变金属内部结构学以致用Fe＋H2O＋O2

Fe2O3•xH2O具体措施保持