8.3金属资源的利用和保护讲义-九年级化学人教版下册

第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护1．知道常见的矿石。熟悉工业炼铁的原理和方法。2．了解铁生锈的条件和防锈的方法。3．熟悉根据化学方程式的含杂质的计算。4．知道保护金属资源的重要性和途径。一、金属矿物1．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，其余金属多以化合物的形式存在。2．大多数金属在自然界以金属矿物形式存在。金属矿石赤铁矿磁铁矿铝土矿赤铜矿金红石软锰矿主要成分Fe2O3Fe3O4Al2O3Cu2OTiO2MnO23．人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提炼量最大的是铁。二、铁的冶炼高炉炼铁1.设备：高炉2.原料及作用：①赤铁矿石：提供铁元素。②焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。③石灰石：将矿石中二氧化硅转变为炉渣。④热空气：提供氧气。3.原理：利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来Fe2O3+3CO2Fe+3CO2炉内反应：由下而上依次为：C+O2CO2；CO2+C2CO；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。产品：生铁，属于混合物。三、炼铁的相关计算1．在实际生产时，炼铁用的原料和产品都含有杂质，计算用料和产量时需考虑杂质。2．计算式：纯度=纯物质的质量不纯物质的质量例：用1000吨含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？解：1000吨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xFe2O3+3CO2Fe+3CO2800tx160800=x=560t折合成含铁96%的生铁的质量为560÷96%=583.3t答：1000吨含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁583.3吨。四、金属的腐蚀与防护1．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制品会完全被腐蚀。2．探究铁钉生锈的条件实验一：铁钉与空气和水同时接触，现象生锈实验二：铁钉只与煮沸且迅速冷却的蒸馏水接触，现象不生锈实验三：铁钉只与干燥的空气接触，现象不生锈对比实验一和实验二，可知铁生锈需要与氧气接触；对比实验一和实验三，可知铁生锈需要与水接触。结论：铁生锈的条件是：铁与氧气和水同时接触【易错提醒】蒸馏水煮沸且迅速冷却的目的：“煮沸”是除去其中溶解的氧气，“迅速冷却”是防止空气中的氧气再溶解在水中。3．防止铁制品锈蚀的原理和方法（1）防止铁制品锈蚀的原理：防止铁制品与氧气或水接触。（2）防止铁制品锈蚀的方法：①保持铁制品表面干燥和洁净。②在铁制品表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、烧涂搪瓷、镀锌、烤蓝等。③将铁制品制成合金，如不锈钢。4．保护金属资源（1）必要性：①金属矿物的储量有限，且不可再生；②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。（2）有效途径：①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理地开采金属矿物；④寻找金属的代用品等。考点一：金属矿物1.下列哪种金属在自然界主要以单质形式存在（）A．铁 B．镁 C．金 D．钛【答案】C考点二：铁的冶炼1．（25年湖北中考化学T16）钢铁工业加速绿色转型，由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上，开发了氢基竖炉炼铁新工艺，其流程如图(图乙)。(1)赤铁矿石主要成分Fe2O3中铁元素的化合价为。(2)炼铁高炉进风口附近的反应，主要生成CO2而不是CO的原因是。①X的化学式为。②该反应属于(填字母)。a.化合反应

b.分解反应

c.置换反应

d.复分解反应【答案】(1)+3(2)进风口氧气充足，碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳(4)3:1考点三：炼铁的相关计算1.生铁和钢是应用广泛的铁合金，工业上常用赤铁矿石冶炼生铁。(1)生铁的含碳量比钢的含碳量(填“高”或“低”)。(2)某炼铁厂用含Fe2O3，80%的赤铁矿石冶炼出含铁1120t的生铁，计算炼铁所用赤铁矿石的质量。【答案】(1)高(2)设：炼铁所用赤铁矿石的质量为x。x=2000t。答：炼铁所用赤铁矿石的质量为2000t。考点四：金属的腐蚀与防护1.为了防止钢铁制品锈蚀，下列做法不正确的是（）A．在车船的表面喷涂油漆B．用洗涤剂除去自行车链条表面的油膜C．在铁制品表面镀上一层其他金属D．将使用后的菜刀用布擦干【答案】B1.下列关于资源、能源的叙述正确的是（）A．回收利用废旧金属，虽不能减少对环境的污染，却可以节约金属资源B．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%C．目前已制得的合金只有90余种D．金属资源只有金、银以单质的形式存在，其余都以化合物形式存在【答案】B2．如图为有关铁的化学性质的两个实验。下列说法正确的是（）A．甲、乙实验中的水作用相同B．甲、乙实验说明铁在不同条件下可与氧气反应C．乙实验中ac对比说明铁的锈蚀与氧气有关D．乙实验b中铁钉锈蚀最严重【答案】B3．工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。(1)赤铁矿炼铁的反应原理是（用化学方程式表示）。(2)炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是。(3)炼铁的原料中用到的焦炭的作用