《九年级化学下册 第八单元《金属和金属材料》金属的冶炼、合金课件 （新版）新人教版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级化学下册 第八单元《金属和金属材料》金属的冶炼、合金课件 （新版）新人教版.ppt（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护（第一课时）（第一课时）学习目标1.记住金属资源分布中各矿石的主要成分。2.掌握铁的冶炼。3.会进行含杂质的有关计算。人类生活离不开金属人类生活离不开金属知识点一：金属元素在自然界中的存在知识点一：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，金属元素在自然界中分布很广，极少数不活泼极少数不活泼的的金属（如金属（如_、_等）以等）以单质形式单质形式存在；而绝大存在；而绝大多数是以化合物的形式存在多数是以化合物的形式存在.思考：原因是什么思考：原因是什么?金属的活泼性决定的金属的活泼性决定的磁铁矿的主要成分为磁铁矿的主要成分为Fe3O4 （含铁量（
2、含铁量（含铁量（含铁量72.41%72.41%）黄铁矿的主要成分是黄铁矿的主要成分是FeS2 （含铁（含铁（含铁（含铁量量量量46.67%46.67%）铁的几种矿石铁的几种矿石赤铁矿主要成分为赤铁矿主要成分为Fe2O3 （含铁量70%）菱铁矿主要成分是菱铁矿主要成分是FeCO3（含铁量48.27%）铁矿石选择原则：铁矿石选择原则：1、铁元素含量高、铁元素含量高2、含有害元素少、含有害元素少铁矿石中Fe2O3是怎么变成Fe 的？你有什么方法？高温下，用还原剂（主要是一高温下，用还原剂（主要是一氧化碳氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来从铁矿石里把铁还原出来 (3)(3). .一氧化碳的还原性一氧化碳的
3、还原性黑色黑色的粉末变成了的粉末变成了红色红色，澄清的石灰水变浑，澄清的石灰水变浑浊。浊。COCuO CuCO2现象：现象：原理：原理：（1）、检查装置的气密性；）、检查装置的气密性；（2）、装入药品并固定；）、装入药品并固定；（3）、向玻璃管内通入一氧化碳气体；）、向玻璃管内通入一氧化碳气体；（4）、给氧化铁加热；）、给氧化铁加热；（5）、停止加热；）、停止加热；（6）、待试管冷却后停止通一氧化碳）、待试管冷却后停止通一氧化碳。实验步骤实验步骤CO: 早出晚归早出晚归 酒精灯酒精灯:迟到早退迟到早退一一 ： 实验室一氧化碳实验室一氧化碳还原氧化铁还原氧化铁0803-一氧化碳还原氧化铁一氧化碳
4、还原氧化铁在在线播放线播放优酷网，视频高清在线观看优酷网，视频高清在线观看问题1、为什么先通一氧化碳再加热？问题问题2、实验完毕为什么先停止加热再停止通一氧、实验完毕为什么先停止加热再停止通一氧化碳？化碳？排出空气防排出空气防止加热时爆止加热时爆炸炸防止生成的铁高温防止生成的铁高温下又被氧化下又被氧化1.红色红色的固体逐渐变成的固体逐渐变成黑色黑色；2.澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。3.导管口处有蓝色火焰导管口处有蓝色火焰实验现象实验现象化学方程式化学方程式3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O2CO+O2 = 2CO2高温高温点燃1、某同学
5、改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置如图所示：、某同学改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置如图所示：（1）、若先给氧化铁加热，再通入一氧化碳可能产生的后果是）、若先给氧化铁加热，再通入一氧化碳可能产生的后果是 。 （2）、写出）、写出A中发生反应的化学方程式中发生反应的化学方程式 。 （3）、）、B装置中产生的现象可判断反应装置中产生的现象可判断反应是否开始发生，是否开始发生，B试剂是试剂是 。（4）、）、C装置的作用是装置的作用是 。 （5）、）、C装置收集气体的方法叫装置收集气体的方法叫 。 Fe2O3COABC发生爆炸发生爆炸高温高温3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2澄清石灰水澄清石灰水收集未
6、反应的收集未反应的CO，防止污染空气，防止污染空气排水法排水法你知道吗？你知道吗？ 煤炉里的煤在燃烧过程中，煤炉里的煤在燃烧过程中，发生了哪些化学反应？发生了哪些化学反应？2CO + O2 2CO2点点点点 燃燃燃燃C + CO2 2CO高高高高 温温温温C + O2 CO2点点点点 燃燃燃燃二二 ：工业上铁的冶炼：工业上铁的冶炼1、原料：、原料：2、原理：、原理：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气3 3 3 3、设备：、设备：、设备：、设备：化学方程式：化学方程式：问题问题1、原料中焦炭和石灰石的作用是什么？、原料中焦炭和石灰石的作用
7、是什么？问题问题2、产生还原剂的反应是什么？、产生还原剂的反应是什么？问题问题4、高炉炼铁的产品是什么？、高炉炼铁的产品是什么？问题问题3、高炉炼铁的炉气能否直接排放到空气中？、高炉炼铁的炉气能否直接排放到空气中？高炉高炉有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例1、1000t含杂质含杂质20%的赤铁矿石中含的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量氧化铁的质量： 1000t （ 1- 20% ）=800t纯物质的质量纯物质的质量=不纯物质的质量不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）例例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数为96%，含铁560t？生铁的
8、质量： 560t96%=583.3t不纯物质的质量不纯物质的质量= 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）例例3：用：用1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？注意：注意： 带入化学方程式计算的数据应是带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量纯净物的质量赤铁矿石赤铁矿石氧化铁氧化铁铁铁生铁生铁1000t80% 70%96%=583.3t生铁的质量：生铁的质量：练习：要炼出含杂质练习：要炼出含杂质2%的生铁的生铁3200吨，需吨，需要含氧化铁质量分数为要含氧化铁质量分数为80
9、%的赤铁矿石多少的赤铁矿石多少吨？吨？生铁生铁铁铁氧化铁氧化铁赤铁矿石赤铁矿石3200t（1-2%）70%80%=5600t赤铁矿石赤铁矿石:三、有关杂质问题的计算三、有关杂质问题的计算例 1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量解：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2X56800 X160 800t x=560t161256 x高温=折合为含铁96%的生铁的质量为560t96%=583t答：10
10、00t可炼出生铁为583t。练习：要炼出含杂质练习：要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需要含吨，需要含四氧化三铁质量分数为四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？的磁铁矿石多少？解：铁的质量解：铁的质量： 2000t(1-3%) =1940t设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高温232 x x=2679t168 1940t=折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t答：磁铁矿石的质量为2977t。 据有关资料报导，现在全世界每年被腐据有关资料报导，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蚀而报废
11、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钢铁的最大的弱点就是容易生绣三三.金属资源保护金属资源保护1.金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护二、金属资源保护二、金属资源保护资料一：资料一：据有关资料报道，现在世界上每据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的年产量的20% 20% 40%40%。资料二：资料二：矿物的储量有矿物的储量有限，而且不能再生。可限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。供开采的年限如图所示。铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀 为了减少损失，为
12、了减少损失，需要探究需要探究金属锈金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。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：探究铁生锈的条件实验：探究铁生锈的条件 铁在什么条件下容易生铁在什么条件下容易生锈呢锈呢?铁钉放在干燥的空气中铁钉放在干燥的空气中： 铁不易生锈铁不易生锈 铁钉浸没一半的在水中铁钉浸没一半的在水中：铁铁在在空空气气、水水的的界界面处生锈严重面处生锈严重铁钉完全浸没的在水中：铁钉完全浸没的在水中： 铁少
13、量生锈铁少量生锈 铁钉浸没一半的在食盐铁钉浸没一半的在食盐水中：水中： 浸没在水中的铁钉浸没在水中的铁钉几乎全部生锈几乎全部生锈 请解释下列实验的现象液面处铁液面处铁锈较多锈较多干燥剂干燥剂干燥空气中干燥空气中部分浸没水中部分浸没水中浸没水中浸没水中部分浸没食盐水中部分浸没食盐水中在空气中锈蚀，实际上是在空气中锈蚀，实际上是铁铁跟跟氧气氧气、水水等等物质相互作用，发生一系列复杂的物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化学变化化，使铁转化为，使铁转化为铁的化合物铁的化合物的过程。的过程。因此，铁与空气接触，又有水分时，最易因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！生锈！铁锈成分复杂，主要是铁锈成分
14、复杂，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它它是一种疏松多孔的物质是一种疏松多孔的物质 铁锈铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它这种多孔性的物质，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，直至铁被的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。完全锈蚀。 氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较 铁锈铁锈 (e23)氧化铝氧化铝 (Al2O3)结构特点结构特点若不除去结果若不除去结果疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保自我保护护”与空气（氧气）与空气（氧气）接触接触与水与水接触接触怎么防止钢铁
15、生锈呢？怎么防止钢铁生锈呢？在在车车船船的的表表面面喷喷油油漆漆在机械表面涂防锈油在机械表面涂防锈油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面烧涂搪瓷等表面烧涂搪瓷此外，还可以在钢此外，还可以在钢铁表面镀上一层能铁表面镀上一层能起保护作用的其他起保护作用的其他金属。金属。如：在钢铁表面镀如：在钢铁表面镀锡、镀锌、和镀铬锡、镀锌、和镀铬镀铜镀铜金属防腐蚀的原理： 改变金属的内部结构改变金属的内部结构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
16、瓷（物理方法）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）、通过化学电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学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反应使表面形成致密的氧化物薄膜等反应使表面形成致密的氧化物薄膜等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)1)隔绝空气或氧气隔绝空气或氧气 (2) (2)隔绝水隔绝水金属防腐蚀的方法：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一一. .防止金属腐蚀防止金属腐蚀 二二. .回收利用废旧金属回收利用废旧金属三三.合理有效地开采矿物合理有效地开采矿物 四四.寻找金属的代用品寻找金属的代用品1、工业炼铁的原理：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO22、工业炼铁的原料：、工业炼铁的原料： 铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气3、工业炼铁的设备：、工业炼铁的设备：高炉高炉高温
