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1、第八单元第八单元 课题三课题三 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护自然界中以单质自然界中以单质形式存在的金形式存在的金自然界中以单质形自然界中以单质形式存在的银式存在的银请同学们观察课本请同学们观察课本P15页页”金属元素在地壳中的含量金属元素在地壳中的含量”排在前两位的是排在前两位的是_、_。铝铝铁铁请同学们观察课本请同学们观察课本P16页页 常见的矿石常见的矿石赤铁矿赤铁矿（主要成分是（主要成分是Fe2CO3)黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿铝土矿铝土矿黄铜矿黄铜矿辉铜矿辉铜矿磁铁矿磁铁矿（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤铁矿赤铁矿（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）
2、黄铁矿（黄铁矿（主要成分主要成分FeSFeS2 2）菱铁矿（菱铁矿（主要成分主要成分FeCOFeCO3 3）想一想想一想： 假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？ 除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 ，氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%一一. .金属的存在：除少数不活泼的金属如金金属的存在：除少数不活泼的金属如金. .银等有单质形式存在外银等有单质形式存在外, ,其
3、余都以化合物形式其余都以化合物形式存在存在. .地壳中含量最多的金属是地壳中含量最多的金属是AlAl二二. .铁的冶炼铁的冶炼原料原料. .铁矿石铁矿石. .焦炭焦炭. .石灰石灰石石现象现象: :红色的红色的FeFe2 2O O3 3变黑变黑. .同时产同时产生使石灰水变浑浊的气体生使石灰水变浑浊的气体FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2高温高温 实验过程中能观察到什么现象？
4、实验过程中能观察到什么现象？ 酒精灯、澄清石灰水的作用分别是什么？酒精灯、澄清石灰水的作用分别是什么？铁铁演示演示在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由_色变成色变成_色，这时氧化铁变成色，这时氧化铁变成_，实验中，实验中石灰水会变石灰水会变_，用酒精灯点燃尾气的作用，用酒精灯点燃尾气的作用是是_。红红黑黑铁铁白色浑浊白色浑浊防止一氧化碳污染空气防止一氧化碳污染空气请写出相关的化学方程式：请写出相关的化学方程式：_将铁矿将铁矿石中的石中的 SiOSiO2 2
5、转变转变为炉渣为炉渣点燃点燃 C + O2 = 2CO2高温高温 C + CO2 = 2CO（FeFe2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出渣口出渣口 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温高炉气体高炉气体高炉气体高炉气体 产生一氧化碳产生一氧化碳 提供热量提供热量焦炭焦炭 铁铁 高温高温过量空气过量空气 高温高温 焦炭焦炭 高温高温赤铁矿石赤铁矿石某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有FeFe2 2O O3 3 ）、焦炭、空气等，主要反应过程如下）、焦炭、空气等，主要反应过程如下图示：图示： 炼铁厂用于炼铁的
6、主要设备是：。炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。 （2） 写出上述反应的化学方程式。写出上述反应的化学方程式。 ； 在此过程中，焦炭的作用是在此过程中，焦炭的作用是 、 。高炉高炉一氧化碳一氧化碳点燃点燃C + O2 = CO2高温高温C + CO2 = 2COFe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温产生一氧化碳产生一氧化碳提供热量提供热量二氧化碳二氧化碳三三.在在实际生产时实际生产时, ,所用的原料或产物一般都含有所用的原料或产物一般都含有杂质杂质, ,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时, ,应考虑到杂质问题应考虑到杂质问题例例1:1:用用1000t1000t含含FeFe2
7、 2O O3 38080的赤铁矿石的赤铁矿石, ,理论上理论上可以炼出含可以炼出含Fe 96 Fe 96 的生铁多少的生铁多少t t例例2:2:实验室用实验室用5g5g不纯的不纯的ZnZn与足量的稀与足量的稀HClHCl反应反应得到得到0.1gH0.1gH2 2, ,则样品中则样品中ZnZn的质量分数是多少的质量分数是多少? ?例例1 1、某钢铁厂每天需要消耗、某钢铁厂每天需要消耗1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁铁96%96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解解1:1:设每天可炼出的设每天可炼出的生铁生铁质量
8、为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t 1000t80%80% X X96%96% 160 112 160 112 800t 800t X X96%96% X = X = 560t560t答：略答：略高温高温解解2:2:设每天以炼出的设每天以炼出的铁铁质量为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3 + 3CO = 2Fe + 3CO+ 3CO = 2Fe + 3CO2 2 160 112 160 112 1000t X 1000t X 160 112 160 112
9、1000t X 1000t X X = 700t X = 700t答：略答：略高温高温80% 800t537.6t537.6t生铁的质量生铁的质量= =537.6t537.6t96%96%= =560t560t例3：要炼出含2%杂质的生铁1600吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？解：设需要含为80%的赤铁矿石的质量为x生铁1600吨含纯为1600吨（12%）= 1568吨Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2160 112x80% 1568吨 x = 2800吨答：需这种赤铁矿石2800吨。 高温高温二二. .金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护人们采取了许多措施，人们采取了许多
10、措施，但每年全世界因生锈而但每年全世界因生锈而损失的铁约损失的铁约 占世界年占世界年产量的产量的四分之一！四分之一！如何防锈？如何防锈？铁生锈的条件铁生锈的条件：与氧气（或空气）接触与氧气（或空气）接触与水接触与水接触其它影响因素：温度、盐等其它影响因素：温度、盐等思考：根据铜绿的化学式思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分分析铜生锈的条件又是什么？析铜生锈的条件又是什么？与氧气、水和二氧化碳接触与氧气、水和二氧化碳接触实验：探究铁生锈的条件不生锈不生锈 不生锈不生锈 生锈生锈a. a. 干燥空气中干燥空气中b. b. 浸没在水中浸没在水中c. c. 潮湿空气中潮湿空气中研究性学习研究
11、性学习: :铁的生锈过程铁的生锈过程请思考请思考. .哪种条件哪种条件下下, ,铁最易生锈铁最易生锈? ?为什么为什么? ?铁生锈的实质：铁与空气中的氧气铁生锈的实质：铁与空气中的氧气. .水蒸气水蒸气等发生化学反应的过程。等发生化学反应的过程。铁锈的成份很复杂铁锈的成份很复杂, ,主要为氧化铁主要为氧化铁FeFe2 2O O3.3.xHxH2 2O O铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件: :(1)(1)要有能够发生反应的物质要有能够发生反应的物质(2)(2)反应物要能相互接触反应物要能相互接触(3)(3)生成物不会对反应起障碍作用生成物不会对反应起障碍作用研究性学习:铁的生锈过程金属的防护金属
12、的防护(1)(1)隔绝开空气或氧气隔绝开空气或氧气 (2)(2)隔绝开水隔绝开水思考讨论回答：采用哪些措施可防止思考讨论回答：采用哪些措施可防止铁的锈蚀？例如自行车钢圈、链条齿铁的锈蚀？例如自行车钢圈、链条齿轮、大杠的防锈方法及医用器械等的轮、大杠的防锈方法及医用器械等的防锈方法。防锈方法。具体方法具体方法:1.:1.“穿外衣穿外衣”加一层保护膜加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜） 2.2.“打强心针打强心针”在铁中加入其它金属改变在铁中加入其它金属改变其内部结构，（如：制成不锈钢）其内部结构，（如：制成不锈钢）2.金属资源保护怎样保护金
13、属资源呢?一.防止金属的腐蚀二.金属的回收与利用三.有计划,合理地开采矿物,严 禁不顾国家利益的乱采矿 知识实践知识实践反馈练习反馈练习铁可以拉制成铁丝，是因为它具有铁可以拉制成铁丝，是因为它具有_性；铁性；铁锅可以用来炒菜，是因为铁是锅可以用来炒菜，是因为铁是_的导体。的导体。要完成要完成FeFeFeSOFeSO4 4的转化，可以让铁和的转化，可以让铁和_和和_发生置换反应发生置换反应。盛入在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电，容盛入在油罐车内的石油产品振荡时可产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，易引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链， 是利用了铁具有是利用了铁具有_
14、的性质。的性质。钢铁生锈，实际上是铁、钢铁生锈，实际上是铁、_ _ _等物质相等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应。防止铁制互作用，发生一系列复杂的化学反应。防止铁制品生锈，最常用的方法是品生锈，最常用的方法是_。 知识实践知识实践反馈练习反馈练习 在下列条件下，铁最容易生锈的是在下列条件下，铁最容易生锈的是 A.A.有氧气存在有氧气存在 B.B.有水存在有水存在 C.C.在潮湿空气中在潮湿空气中 D.D.表面有油污表面有油污下列有关使用铁器时的注意事项中，正确的是下列有关使用铁器时的注意事项中，正确的是 A.A.避免接触干燥的空气避免接触干燥的空气 B.B.能盛放盐酸能盛放盐酸C.C.不
15、能盛放硫酸铜溶液不能盛放硫酸铜溶液 D.D.避免接触潮湿空气避免接触潮湿空气 练习：练习：例例5 5某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀放在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了试问：放在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了试问：（1 1）菜刀上是否发生了化学反应？）菜刀上是否发生了化学反应？（2 2）菜刀为什么会生锈？）菜刀为什么会生锈？（3 3）为了防止这把菜刀生锈，该同学应该怎么做？）为了防止这把菜刀生锈，该同学应该怎么做？（1 1）菜刀生锈，生成了与铁不同的物质，即生成了新）菜刀生锈，生成了与铁不同的物质，即生成了新物质，发生了化学反应物质，发生了化学反应
16、（2 2）用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又与空）用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又与空气中的氧气接触，满足了铁锈蚀的条件，所以生锈气中的氧气接触，满足了铁锈蚀的条件，所以生锈（3 3）为防止菜刀生锈，可将菜刀洗净擦干，放在干燥）为防止菜刀生锈，可将菜刀洗净擦干，放在干燥处即可，或再涂上一层食用油，起到隔绝空气的作用处即可，或再涂上一层食用油，起到隔绝空气的作用3 3. .4 4 加快加快铁铁生生锈锈速率的情速率的情况况酸酸性污染物的存在性污染物的存在( (酸雨酸雨) )加快生加快生锈锈速度速度离离子化合物的存在子化合物的存在( (氯化氯化钠钠) )高溫高溫( (加快化加快化学学反反应
17、应速度速度) )与活泼性较低与活泼性较低金金属属接接触（触（置置换反应换反应) )经经刮擦或凹凸扭曲刮擦或凹凸扭曲表面表面( (增增加接加接触触面面) )钢铁的生锈和防锈钢铁的生锈和防锈 钢铁的生锈，实际上是铁跟空气中的氧气、水等物质发生一钢铁的生锈，实际上是铁跟空气中的氧气、水等物质发生一系列的化学反应，生成铁锈铁锈是一种复杂的铁的氧化物的水系列的化学反应，生成铁锈铁锈是一种复杂的铁的氧化物的水合物，可用合物，可用FeFe2 2O O3 3x xH H2 2O O表示表示 针对铁生锈的条件，人们想出了种种方法跟金属生锈作斗争针对铁生锈的条件，人们想出了种种方法跟金属生锈作斗争最常见的方法是给
18、容易生锈的钢铁穿上最常见的方法是给容易生锈的钢铁穿上“防护盔甲防护盔甲”你看，你看，大街上跑着的五颜六色小轿车，喷上了亮闪闪的油漆；自行车的大街上跑着的五颜六色小轿车，喷上了亮闪闪的油漆；自行车的钢圈、车把镀上了抗蚀能力强的铬或镍；金属制品、机器零件出钢圈、车把镀上了抗蚀能力强的铬或镍；金属制品、机器零件出厂前，在表面涂上一层油脂等等，都是用的这种方法更彻底的厂前，在表面涂上一层油脂等等，都是用的这种方法更彻底的方法是给钢铁方法是给钢铁“服用免疫药服用免疫药”，即在钢铁中加入适量的铬和镍，即在钢铁中加入适量的铬和镍，制成制成“不锈钢不锈钢”这种钢具有很强的抵御水和氧气侵蚀的能力；这种钢具有很强
19、的抵御水和氧气侵蚀的能力；另外还有一种特殊的做法，是将钢铁制品表面做上另一种铁锈另外还有一种特殊的做法，是将钢铁制品表面做上另一种铁锈四氧化三铁，它呈蓝黑色，它跟氧化铁的性质不同，它也像铝的四氧化三铁，它呈蓝黑色，它跟氧化铁的性质不同，它也像铝的氧化物那样致密，对钢铁也有保护作用，这种做法叫烤蓝你看，氧化物那样致密，对钢铁也有保护作用，这种做法叫烤蓝你看，战士用的枪支，建筑用的钢筋、铁板，都不是铁原来的银白色，战士用的枪支，建筑用的钢筋、铁板，都不是铁原来的银白色，而是黑黝黝的，闪烁着蓝光，这就是经过了烤蓝处理而是黑黝黝的，闪烁着蓝光，这就是经过了烤蓝处理金属资源保护金属资源保护 矿物的储量有
20、限，而且不能再生总有一天，这矿物的储量有限，而且不能再生总有一天，这些金属资源会消耗殆尽的怎样保护金属资源呢？除些金属资源会消耗殆尽的怎样保护金属资源呢？除了前面介绍的应了前面介绍的应防止金属的腐蚀外，另一条有效途径防止金属的腐蚀外，另一条有效途径是金属的回收和利用是金属的回收和利用 在能源紧张的今天，铝作为贮存能源的在能源紧张的今天，铝作为贮存能源的“银行银行”备受青睐富裕的电力无法贮存，可用来炼铝，炼备受青睐富裕的电力无法贮存，可用来炼铝，炼1 1千千克铝耗电十七八度，铝锭又不锈蚀能长期存放回收克铝耗电十七八度，铝锭又不锈蚀能长期存放回收铝所需的能量只有炼铝的铝所需的能量只有炼铝的1/20
21、1/20，是回收钢铁的，是回收钢铁的1/81/8，而，而且回收起来极少损耗所以国外大量采用铝质包装箱、且回收起来极少损耗所以国外大量采用铝质包装箱、周转箱连汽水瓶、罐头盒都是铝膜制的软罐头，建周转箱连汽水瓶、罐头盒都是铝膜制的软罐头，建筑行业的脚手架也用铝质的，这一切都为了便于回收，筑行业的脚手架也用铝质的，这一切都为了便于回收，节约能源节约能源 废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染例如，例如，废旧电池中含有汞等对环境有害的金属元素，如果将废旧电池中含有汞等对环境有害的金属元素，如果将废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的废旧电池随意丢弃，汞
22、等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康将汞等金属回收利用，不仅可污染，威胁人类健康将汞等金属回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，所以金以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，所以金属的回收和利用具有重要意义属的回收和利用具有重要意义 保护金属资源的第三条有效途径是应有计划、合理保护金属资源的第三条有效途径是应有计划、合理地开采矿物地开采矿物，严禁不顾国家利益乱采矿另外，严禁不顾国家利益乱采矿另外还可以还可以开发新材料替代金属开发新材料替代金属例如：已经能用塑料来代替钢例如：已经能用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮，还可以将玻璃经过特殊和其他合金制造管道、齿轮，还可
23、以将玻璃经过特殊处理，制成玻璃钢，玻璃钢的硬度极高，与钢铁不相处理，制成玻璃钢，玻璃钢的硬度极高，与钢铁不相上下，但它十分轻盈，不生锈、不导电，用途十分广上下，但它十分轻盈，不生锈、不导电，用途十分广泛，可用来制作轿车车身、汽艇外壳、火车车厢、轻泛，可用来制作轿车车身、汽艇外壳、火车车厢、轻型坦克等型坦克等练习巩固1.请说出铁有哪些主要的物理性质；2. 请写出铁与氧气、盐酸、硫酸及硫酸铜溶液反应的化学方程式，并注明反应类型；1.一根质量为10g的铁钉，投入一定浓度的CuSO4溶液中，过一段时间后取出铁钉，洗净干燥后称其质量为12g。请计算生成的Cu的质量为多少？课后练习知识实践知识实践探究性学习作业探究性学习作业 我校的栅栏是铁条焊接在一起的，但使用一段我校的栅栏是铁条焊接在一起的，但使用一段时间后就会生锈，为了使它有比较长的使用寿命，时间后就会生锈，为了使它有比较长的使用寿命，需要采取防锈措施。需要采取防锈措施。 你的假设你的假设：铁栅栏生锈的原因：铁栅栏生锈的原因 、 、 。 你的方案你的方案：针对这些原因，可采取下列措施。：针对这些原因，可采取下列措施。第一步：第一步： 。第二步：第二步： 。第三步：第三步： 。
