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1、第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护世界跨径最大的斜拉桥苏通大桥 苏通大桥总长8206米，斜拉桥主孔跨度1088米 ，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索 的长度580米,列世界第一。 温故知新 1、背诵金属活动性顺序 表。 3、金属有哪些化学性质 ？ 2、金属活动性顺序有哪 些应用？ 4、写出下列化学反应的 化学方程式： （1）镁、锌、铁与盐酸 的反应（2）铁钉与硫酸铜溶液、 铜丝与硝酸银溶液的反应 。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au判断金属的活动性；判 断金属与酸的反应；判断 金属与盐的反应。金属与氧气反应
2、，生成金属 氧化物；金属与酸反应，生 成盐和氢气； 金属与某些盐溶液反应。生 成新金属和新盐。（1）Mg+2HCl=MgCl2+H2 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 Fe+2HCl=FeCl2+H2、 （2）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag学习目标 知识与技能： 1、知道一些常见金属如铁、铝、铜等矿物， 了解从铁矿石中将铁还原出来的方法； 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计算。 过程与方法： 了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简 单方法。 情感态度与价值观： 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
3、资源保护的重要性。人类生活离不开金属金属有广泛的用途，对于人类社会 起着不可替代的作用!军事与科技也需要大量的金属一.金属元素在自然界中的存在金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式存在；图52 地壳中金属的百分含量含有矿物的岩石称为矿 石。铁矿石等都是常见 的矿石其余大多数以化合物 的形式存在。金属化合物 在自然界中以矿物的形 式存在。元素名 称质质量分 数/元素名 称质质量分 数/铝铝7.73镁镁2.00铁铁4.75锌锌0.008钙钙3.45铜铜0.007钠钠2.74银银0.0000 1钾钾2.47金0.0000 005赤铁矿黄铁矿FeSFeS2 2菱铁矿Fe
4、COFeCO3 3铝 士 矿黄铜矿辉铜矿Fe2O3常见几种金属矿物的成分孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿 Cu2O磁铁矿磁铁矿（主要成分（主要成分FeFe3 3O O4 4）我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，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 储量在世界观上也占有重要志地位。大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业 生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。二.铁的冶炼为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉一氧化碳还原氧化铁现象：红色粉末变 成黑色，澄清的石 灰水变浑
5、浊。点燃尾气有蓝色火 焰一氧化碳还原氧化铁实验室实验室相关的化学方程式：相关的化学方程式：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2点燃点燃高温高温用酒精灯点燃尾气的作用是防止一氧化碳污染空气实验步骤： 1、检查装置气密性 2、将适量的氧化铁装入试管并固定装置 3、点燃右边酒精灯 4、通入一氧化碳气体 5、点燃酒精喷灯给氧化铁加热 6、待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热 7、待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边 酒精灯实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时 CO与空气混合发生爆
6、炸；实验完毕后，停止加热时要继续 通CO至玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气 接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。1 1、原料：、原料：黄铁矿 FeS2赤铁矿 Fe2O3 菱铁矿 FeCO3 磁铁矿 Fe3O42 2、原理：、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁 从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温石灰石、铁矿石 焦炭、空气3 3、设备：高炉、设备：高炉化学方程式：70%70%48.27%48.27%46.67%46.67%72.41%72.41%含铁量含铁量高炉是个竖直的圆筒形炉子， 炉壳用钢板制成，内部用耐火 砖作衬里。炼铁的主要原料是 铁
7、矿石、焦炭、石灰石和空气 。 高温下，用还原剂（主 要是一氧化碳）从铁矿 石里把铁还原出来 工业上工业上铁矿石焦炭热空气炉 渣 出 口生铁 出口石灰石高炉炼铁图：炼铁时各物质的作用：炼铁时各物质的作用： 石灰石：把杂质转化为炉渣石灰石：把杂质转化为炉渣 焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的COCO2 2还原为还原为 具有还原性的具有还原性的COCO，因此在炼铁高炉中起主要作用，因此在炼铁高炉中起主要作用 的还原剂是的还原剂是COCO，优点是气体还原剂具有流动性，优点是气体还原剂具有流动性， 能与矿石充分接触，使反应更彻底。能与矿石充分接触，使反应更彻底。炼钢和炼
8、铁的比较 生铁冶炼炼钢原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石 生铁、废钢原理在高温下，用一氧化碳从铁的 氧化物中将铁还原出来。 FeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2用氧气或铁的氧 化物除去生铁中 多余的碳元素 主要 设备高炉转炉、平炉、电 炉 产品生铁钢高温有关杂质问题的计算例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含 氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量： 1000t （ 1- 20% ）=800t纯物质的质量=不纯物质的质量纯物质的质量分数（纯度）例例2 2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数计算多少吨生铁中含铁的质量分数 为为96%96%，含铁，含铁560t56
9、0t？生铁的质量：生铁的质量： 560t96%=583.3t560t96%=583.3t不纯物质的质量=纯物质的质量 纯物质的质量分数（纯度）纯物质的质量分数（纯度）例3：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石 ，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨 ？注意：带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量赤铁矿石氧化铁铁生铁1000t80% 70%96%=583.3t生铁的质量：练习：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需 要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少 吨？ 生铁铁氧化铁赤铁矿石3200t（1-20%）70%80%=4571.5t赤铁矿石:例题用1000t 含氧化铁80的赤铁矿石，理 论上
10、可以炼出含铁96 的生铁多少吨？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 xFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温160 112800t xx=560t 折合为含铁96 的生铁的质量为 560t 96 =583t 答：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583t诊断补偿，点击中考 二、计算题（2006黄冈） 用2000t 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？二、计算题（2006黄冈）用2000t 含氧化铁80的 赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96 的
11、生铁多少吨 ？解：2000t赤铁矿石中含氧化铁的 质量为：2000t 80=1600t 设：1600t氧化铁理论上可以炼出 铁的质量为 xFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2160 112 1600t xx=1120t 折合为含铁96 的生铁的质量 为 1120t 96 =1166t 答：用2000t 含氧化铁80的 赤铁矿石，理论上可以炼出含 铁96 的生铁1166t高温据有关资料报导，现在全世界每年被腐 蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的 20%40%钢铁的最大的弱点就是容易生绣三.金属资源保护1.金属的腐蚀和防护铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀为了减少损失， 需要探究金属
12、锈 蚀的原因、防护 的方法和废金属 的回收利用金属锈蚀给人类 带来了巨大的损 失。铁生锈的条件： 与氧气（或空气）接触 与水接触 其它影响因素：温度、盐等思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分 析铜生锈的条件又是什么？ 与氧气、水和二氧化碳接触实验：探究铁生锈的条件在空气中锈蚀，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。 氧化铁与
13、铝壶表面的氧化铝膜性质比较铁锈铁锈(e23)氧化铝铝(Al2O3)结结构特点若不除去结结果疏松多孔完全锈蚀致密结实使铝“自我保 护”与空气（氧气）接触与水接触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。如：在钢铁表面镀 锡、镀锌、和镀铬镀铜金属防腐蚀的方法： 改变金属的内部结构改变金属的内部结构 制成合金，如不锈钢制成合金，如不锈钢 形成保护层形成保护层 刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）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）、通电镀上一层耐
14、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 过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等 改善腐蚀环境等等改善腐蚀环境等等 保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净（1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水 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？刷油漆刷油漆涂油涂油镀铬镀铬思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分 析铜生锈的条件又是什么？在潮湿的空气中铜与氧气、水、二氧化碳等 作用生成了铜绿。 推理依据是按铜绿的化学 式可知：铜绿含C、H、O、Cu四种元素， 若无空气中的O2、H2O、CO2 等对铜发生作 用则铜绿中不可能含O、C、H等元素。用白 醋浸泡可除去铜锈。 一.防止金属腐蚀 二.回收利用废旧金属三.合理有效地开采矿物 四.寻找金属的代用品保护金属资源的方法： 防止金属的腐蚀 回收利用废旧金属 有计划、合理地开采矿物 寻找金属的代用品等梳理整合 本节课你学会了 哪些知识？温故知新 : 1.矿石有哪些?写出其主要成分 的化学式. 2.炼铁的主要反应原理是什么? 写出用赤铁矿,磁铁矿炼铁的化学反应 方程式.赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 黄铁矿FeS2 辉铜矿Cu2S 赤铜矿Cu2O 菱铁矿FeCO3 铝士矿Al2O3
