化学下册课题金属资源的利用和保护

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1、第八单元 金属和金属材料 第一课时 P15 4.知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧 金属等金属资源保护的重要性。 学习目标： 2.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解 从铁矿石中将铁还原出来的方法。 3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生 成物进行有关的计算。 1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生 成物进行有关的计算。 1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 重点： 图8-16 自然界以单质形式存在的金 图8-17 自然界以单质形式存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存 在外,其余都以化

2、合物形式存在。 金属的存在形式： 单质( 少数，如金和银 ) 化合物( 大多数，如各种铁矿石) 赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ） 菱铁矿（主要成分是FeCO3 ） 图8-18 常见的矿石 硫铁矿(主要成分是FeS2 ) 磁铁矿（主要成分是Fe3O4） 图8-18 常见的矿石 辉铜矿（主要成分是Cu2S） 黄铜矿（主要成分是CuFeS2） 铝土矿主要成分是Al2O3 元素名称质量分数%元素名称质量分数% 铝7.73镁2.00 铁4.75锌0.008 钙3.45铜0.007 钠2. 74银0.00001 钾2.47金0.0000005 地壳中含量最多的金属是Al！金属元素在地壳中含量： 一、铁的冶

3、炼： 生熟炼铁炉一 生熟炼铁炉二 图8-19 我国古代炼铁图 图8-20 上海宝山钢铁公司炼铁高炉 图8-21 为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票 点击以观看视频 现象 分析 反应式 尾气处理 红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的 石灰水变浑浊 一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳 1.实验室用一氧化碳还原氧化铁 用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气 【实验8-3】 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温 证明产物中有铁粉的方法是： 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡 ) 实验步骤： .按下图组装仪器，并检查其气密性。 把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管

4、中。 把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体 排除空气，防止一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，并观察装置中所发生的变化。 当红棕色粉末已转变成黑色后，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。 一氧化碳还原氧化铁 必须在封闭的硬质玻 管中进行，防止一氧 化碳污染空气。 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

5、铁矿石中 的铁还原出来。 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 点击以观看视频 在实际生产时,所用的原料或产物一般都含 有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质 问题。 不纯物质、纯物质、纯度之间的关系： 列比例时，一定要用纯量。 3.含杂质的物质的化学方程式的计算： m(纯) = m(不纯 )纯度 m(不纯) = m(纯) 纯度 例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理 论上可炼含铁96%的生铁多少吨？ Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2 高温 解：1000t赤铁矿石

6、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 (杂化纯) 设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。 解

7、：生铁中含纯铁：3000t(15%)=2850t. Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 160 112 X 85% 2850t 高温 160 X 85% = 112 2850t X4790t 答：该3000 t生铁中含纯铁2850t。 该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。 1.【06自贡】某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计 算： 该3000 t生铁中含纯铁多少吨？ 该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多 少吨？（计算结果保留整数） 练习： 2.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 ， 。 (2)实

8、验过程中，先要进行的是_ 。（填或） 加热 通一氧化碳 (3)A中反应的化学方程式是 。 B中反应的化学方程式是 ， B中观察到的现象是_ 。 (4)该装置的不足之处是 。 铁架台试管 Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 高温 没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等） Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O 澄清的石灰水变浑浊 3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素 被人类大规模开发、利用的大致年限。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 约6000年前约200年前约600年前 约2500年前 选择编号填空：铝的

9、利用比铜和铁晚得多，原因是 ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是 。 铝的密度小 铝很活泼 地壳中铝的含量高 铝的表面易生成致密的保护膜 钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。 右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学 方程式 ；能证明产 物中有铁粉的方法是： 。 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 = 高温 在组装仪器时，把玻璃管插入 橡胶管的操作方法 是 。 此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃 导管一端用水润湿后旋转插入 第八单元 金属和金属材料 第二课时 P1821 为什么要保护金

10、属资源？ 二、金属资源保护 保护金属资源的原因： 每年大量开采(数以亿吨计 ) 每年大量的金属被腐蚀(相 当于年产量的20%40%) P18 1.金属的腐蚀和防护 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！ 如何防锈？ a.在干燥空气中 b.浸没在水中 c.半截浸没在水中 铁的生锈过程 哪种条件下,铁最 易生锈?为什么? 不生锈(有水无O2) 不生锈 (有O2无水) 在水与空气的交界面最易生锈 植物油 a b c 请思考： 用橡皮塞 塞紧管口 (有水和2) 铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。 铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁Fe2O3 XH2O。 (Fe

11、2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续 与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生 锈，使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应生成致密 的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再 与氧气反应，所以铝耐腐蚀。) 铁生锈的条件： 要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)； 铁制品锈蚀的条件: 反应物要能相互接触； 生成物不会对反应起阻碍作用。 4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (缓慢氧化) 防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可)：P20表 1.保持铁制品表面的洁净和干燥。 2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上 耐腐蚀的 金属、烤蓝（即表面

12、生成致密的氧化膜保护层），使铁 制品与空气隔绝。 3.制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一 点镍和铬而制成的合金。 三角架： 钢线(辐条）： 链条： 刷漆 镀一层耐腐蚀的金属 涂油等 平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！ 自行车防锈措施有哪些？讨论： 钢圈： 图8-25 据估计一些矿物可供开采的年限 2.金属资源保护 为什么要保护金属资源？ 矿物的储量是有限的，而且不能再生。 2、怎样保护金属资源呢? 防止金属的腐蚀。 金属的回收与利用。 有计划,合理地开采矿物,严禁不 顾国家利益的乱采矿。 寻找金属代用品。如以塑代钢。 图8-26 金属的回收利用 回收一个铝制的易拉罐比制造一个新

13、的铝制的易拉 罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源。 目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利 用。 反馈练习 1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的 是 （ ） A.在潮湿、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中 2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是( ) C B A.水面上的船头部分 B.水面附近的船体部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一样速度生锈 3.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。 下列做法中不能起防锈作用的是（ ） 在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂 保留铁件表面的铁锈作保护层

14、 在铁器表面刷油漆 自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道 切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干 A. B. C. D. B 4.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界 钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将 干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。 请你帮助该学生完成下列实验设计的内容： 编号操作方法实验目的 A 探究铁在干燥空气中 的生锈情况 B 放入铁钉，注入蒸馏水 浸没铁钉，并用植物油 液封 C 探究铁在有空气和水 时的生锈情况 加热热烘干试试管，小心放 入铁钉铁钉 ，塞上塞子 探究铁铁在有水而无空气 （氧气）时时的生锈锈情况 小心放入铁钉，注入蒸馏 水，使铁钉部分浸入水中 一周后，编号为_的试管中的铁钉最易 生锈。 用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁 栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是 _。 C 南方比北方天气潮湿，铁更易生锈 A B C 铁在干燥空气中 铁在有水而无空 气（氧气）时 铁在有空气和水时 用植物 油液封 用橡皮塞 塞紧管口 4.某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水 ，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别 进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好 完全反应。实验数据如下表： 请你认真分析数据，回答下列问题： 哪位同学所取用的稀硫酸与铁样品