化学人教版九年级下册课题3金属资源的利用和保护教学设计（第一课时）

1、课题3 金属资源的利用和保护,黄山市屯溪第五中学 汪永桥,（第一课时）,前言,地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银、铂等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存的银,一、常见的金属矿石,磁铁矿(Fe3O4),赤铁矿(Fe2O3),黄铁矿(FeS2 ),1、常见的铁矿石,菱铁矿（主要成分为FeCO3）,罕见的铁矿石,七彩针铁矿 这不是一种稀有矿物，也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现出七彩颜色十分吸引人。,2、铝土矿Al2O3,3、常见的铜矿石,孔雀石(Cu2(OH)2CO3

2、 ),黄铜矿 （CuFeS2）,辉铜矿（Cu2S）,罕见的铜矿石,毛赤铜矿(Cu2O ),在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成矿石。,把金属矿石变成金属的过程，叫金属的冶炼。,提问：那么如何把金属矿石变成金属？,早在春秋战国时期，我国就已经开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成为了一种主要的金属材料。,生熟炼铁炉,二、实验室模拟炼铁实验,一氧化碳还原氧化铁的实验,1.实验原理： 2.实验装置：,若没有酒精喷灯，可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更为集中,3.实验步骤：,检查装置的气密性。 把适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。 通入CO气体，排除空气，防止一

3、氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。 待排尽后，点燃酒精喷灯 当红色粉末已转变成黑色后，熄灭酒精喷灯停止加热 再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。并熄灭酒精灯,4.实验现象：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,注意事项,1、加热前要先通入一段时间的CO，排尽硬质玻璃管中的空气，防止加热一氧化碳和空气的混合物发生爆炸。 2、反应完成后，须待玻璃管冷却后再停止通CO，防止热的铁再被氧化。 即:CO要“早来晚走”。 3、酒精喷灯要“迟到早退”，酒精灯要“早到迟退”。 4、尾气处理：CO有毒。,三、工业炼铁,上海

4、宝山公司炼铁高炉,Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,高温,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,高炉,生铁（含碳）,（1）炼铁原理：,（2）工业炼铁的原料：,（3）设备：,（4）产品：,设备：炼铁高炉,铁矿石、焦炭、石灰石,反应物或生成物是混合物必须进行换算，换算方法如下：,混合物质量,纯度,纯度,纯净物质量,例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少t？,例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上炼出中含铁96%的生铁多少吨？,解：设理论上可炼出铁的质量为X,答：理论上练出含铁96%的生铁583t。,氧化铁的质量： 1000t 80% =800t,160 2X

5、56 800 t X,160 256 800t x,X = 560 t,560 t 96%=583 t,例题：用1000 t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 t ?,解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x,160 256,1000t80 x96%,= 583 t,在想要和得到之间要做到！,答：理论上练出含铁96%的生铁583t。,练习：1.要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁石多少吨？,2.冶炼2000t含杂质3%的生铁,需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨？,生活启示,生活中随处可见铁器生锈的场 景，事实上，每年全世界有 3

6、0%的钢铁都因为锈蚀而浪费 掉了，让我们先看一组图片。,二.金属资源保护,资料一：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与年产量的20%-40% 。 资料二：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和目前这些金属的消耗速度，一些矿物可供开采的年限已经不长。,金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用,铁为什么会生锈？,1.金属的腐蚀和防护,取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验,步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中 步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水塞紧橡皮

7、塞 步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（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,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,一半在水中,干燥空气中,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）,2、铁生锈的条件：,4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O,与水和空气同时接触,铁,与空气（氧气）接触,

8、与水接触,铁锈,铁,在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，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，最易生锈！,铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它是一种疏松多孔的物质 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。,想一想,阅读教材P19页，回答下列问题： 1、试管中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？ 2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？ 3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的原理吗？,是为了防止蒸馏水

9、中溶有氧气。,不能，因为铁锈是疏松的。,隔绝水或空气与氧气,请解释下列实验的现象,液面处铁锈较多,无铁锈,1,2,3,4,铁锈较少,液面下铁锈很多,注意：盐溶液可以加快铁生锈的速度,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）、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 (2)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。

10、如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬,镀铜,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“烤蓝”处理等 制成合金钢，如不锈钢,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？,刷油漆,涂油,镀铬,（2）回收和利用废旧金属,（1）防止金属腐蚀,怎样保护金属资源呢?,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,怎样保护金属资源呢?,（3）合理开采矿物 （4）寻找金属