九年級化學(xué)第八單元8-3金屬資源的利用與保護

1、課題課題3 金屬資源的利用和保護金屬資源的利用和保護金屬活動性順序表：金屬活動性順序表： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性由強逐漸減弱金屬活動性由強逐漸減弱金屬元素在自然界中的存在形式金屬元素在自然界中的存在形式 自然界自然界除少數(shù)很不活潑的金屬如除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀金、銀等有等有單質(zhì)形單質(zhì)形式式存在外存在外, ,一一. .金屬的存在：金屬的存在：自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀金屬元素在自然界中的存在形式金屬元素在自然界中的存在形式其余都以其余都以化合物形

2、式化合物形式存在于地殼和海洋中。存在于地殼和海洋中。赤鐵礦赤鐵礦 主要成分是主要成分是FeFe2 2OO3 3黃鐵礦黃鐵礦 主要成分是主要成分是FeS2菱鐵礦菱鐵礦 主要成分是主要成分是FeCO3 鋁土礦鋁土礦 主要成分是主要成分是 Al2O3黃銅礦黃銅礦 主要成分是主要成分是CuFeS2輝銅礦輝銅礦 主要成分是主要成分是Cu2S金屬元素在地殼中的含量金屬元素在地殼中的含量元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鋁（Al）7.73鎂（Mg）2.00鐵（Fe）4.75鋅（Zn）0.008鈣（Ca）3.45銅（Cu）0.007鈉（Na）2.74銀（Ag）0.0000

3、1鉀（K ）2.47金（Au）0.0000005礦石礦石: :工業(yè)上工業(yè)上把能用來把能用來提煉金屬提煉金屬的的礦物礦物。赤鐵礦赤鐵礦Fe2O3磁鐵礦（磁鐵礦（Fe3O4）黃鐵礦黃鐵礦: FeS2菱鐵礦菱鐵礦: FeCO3鋁土礦鋁土礦: Al2O3 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O黃銅礦黃銅礦 CuFeS2輝銅礦輝銅礦 Cu2S銅銅礦礦石石鐵礦石鐵礦石 鐵鐵礦石礦石如何變成如何變成金屬金屬？一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉1、原料：焦炭、石灰石、鐵礦石焦炭、石灰石、鐵礦石黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O42、原理： 在

4、高溫的條件下，利用一氧化碳與氧化鐵（鐵礦在高溫的條件下，利用一氧化碳與氧化鐵（鐵礦石）反應(yīng)，把鐵從氧化鐵（鐵礦石）中還原出來。石）反應(yīng)，把鐵從氧化鐵（鐵礦石）中還原出來。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫實驗：實驗：一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3現(xiàn)象：現(xiàn)象： 紅色紅色粉末粉末變成變成黑色，黑色，F(xiàn)e2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫高溫澄清的石灰水變渾濁。澄清的石灰水變渾濁。CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精燈點燃尾氣的作用是用酒精燈點燃尾氣的作用是防止防止CO污染空氣污染空氣2CO + O2 2CO2點燃點燃 實驗結(jié)束時，先熄燈后停CO，

5、是為了防止溫度降低后外面的空氣進入玻璃管使鐵重新被氧化；還防止試管中的石灰水倒吸入熱的玻璃管，使之炸裂。1、先通、先通CO還是先點燃酒精燈？為什么？還是先點燃酒精燈？為什么？2、先熄滅酒精燈還是先停止通、先熄滅酒精燈還是先停止通CO？為什么？為什么？先通后點的原因是為了防止加熱一氧化先通后點的原因是為了防止加熱一氧化碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O4在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來從鐵礦石中還原出來Fe

6、2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣焦炭、空氣化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：鐵的冶煉鐵的冶煉鐵礦石焦炭熱空氣爐渣出口生鐵出口石灰石高爐煉鐵圖：高爐煉鐵圖：高爐是個豎直的高爐是個豎直的圓筒形圓筒形爐爐子，爐殼用子，爐殼用鋼板鋼板制成，內(nèi)制成，內(nèi)部用部用耐火磚耐火磚作襯里。煉鐵作襯里。煉鐵的主要原料是的主要原料是鐵礦石、焦鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣炭、石灰石和空氣。 高溫下，用還原劑（主要是高溫下，用還原劑（主要是一一氧化碳氧化碳）從鐵礦石里把鐵）從鐵礦石里把鐵還原出來還原出來 CO2 + C = 2CO高溫3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2高溫C+O2=C

7、O2高溫高溫CaO+SiO2=CaSiO3高溫高溫CaCO3=CaO+CO2高溫高溫提供熱量提供熱量提供還原劑提供還原劑造渣，除去造渣，除去二氧化硅二氧化硅例：例：用用1000 t含氧化鐵含氧化鐵80的赤鐵礦的赤鐵礦石，理論上可以煉出純鐵多少石，理論上可以煉出純鐵多少 t ?解：解：設(shè)理論上可以煉出的純鐵質(zhì)量為設(shè)理論上可以煉出的純鐵質(zhì)量為x160 2561000t80 X 160 1000tX80% 256 XX= 560t答：答：可以煉出純鐵可以煉出純鐵560t。3CO + Fe2O3 2 Fe +3CO2如果煉出含鐵為如果煉出含鐵為96%的生鐵多少的生鐵多少t？生鐵的質(zhì)量生鐵的質(zhì)量560t

8、 96%=583t可以煉出生鐵鐵煉出生鐵鐵583t。純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量= 不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)注意：注意： 帶入化學(xué)方程式計算的數(shù)據(jù)應(yīng)是帶入化學(xué)方程式計算的數(shù)據(jù)應(yīng)是 純凈物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)練習(xí)：要煉出含雜質(zhì)3%的生鐵的生鐵2000噸，需要含四氧化三鐵噸，需要含四氧化三鐵90%的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少？的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少？二、金屬資源保護二、金屬資源保護資料一：資料一：據(jù)有關(guān)資料報道，現(xiàn)在世界上每據(jù)有關(guān)資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材

9、料相當(dāng)于年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的年產(chǎn)量的20% 20% 40%40%。資料二：資料二：礦物的儲量有礦物的儲量有限，而且不能再生。可限，而且不能再生?？晒╅_采的年限如圖所示。供開采的年限如圖所示。鐵為什么會生銹？鐵為什么會生銹？取取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別放枚潔凈無銹的鐵釘，分別放入入3支試管中進行下面的實驗支試管中進行下面的實驗步驟一、在試管步驟一、在試管1中加入中加入少量的蒸餾水少量的蒸餾水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水，使鐵釘?shù)囊话虢]在水中中步驟二步驟二、在試管、在試管2中注滿中注滿迅速冷卻的沸水、植物油迅速冷卻的沸水、植物油步驟三步驟三、在試管、在試管3中加入中加入少量干燥

10、劑少量干燥劑（生石灰或無水氯化鈣）（生石灰或無水氯化鈣）再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞鐵釘浸沒一半在水中鐵釘浸沒一半在水中鐵在空氣、水的界鐵在空氣、水的界面處生銹面處生銹鐵釘完全浸沒在水中，上面還加植物油鐵釘完全浸沒在水中，上面還加植物油 鐵未生銹鐵未生銹鐵釘放在干燥的空氣中，加干燥劑等鐵釘放在干燥的空氣中，加干燥劑等 鐵未生銹鐵未生銹全浸在水中全浸在水中一半在水中一半在水中干燥空氣中干燥空氣中。（緩慢氧（緩慢氧化，放熱）化，放熱）在空氣中銹蝕，實際上是在空氣中銹蝕，實際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等物質(zhì)相等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)

11、雜的互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化化學(xué)變化，使鐵轉(zhuǎn)化，使鐵轉(zhuǎn)化為為鐵的化合物鐵的化合物的過程。的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！ 鐵銹成分復(fù)雜，主要是鐵銹成分復(fù)雜，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O它是一種它是一種疏松多孔的物質(zhì)疏松多孔的物質(zhì) Fe2O3 鐵銹鐵銹這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和這種多孔性的物質(zhì)，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。 鐵銹鐵銹-混合物混合物(主要成分主要成分氧化鐵氧化鐵)結(jié)構(gòu)疏松多孔結(jié)

12、構(gòu)疏松多孔氧化鐵氧化鐵與鋁壺表面的與鋁壺表面的氧化鋁氧化鋁膜性質(zhì)比較膜性質(zhì)比較 鐵銹鐵銹 (e23)氧化鋁氧化鋁 (Al2O3)結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點若不除去結(jié)果若不除去結(jié)果疏松多孔疏松多孔完全銹蝕完全銹蝕致密結(jié)實致密結(jié)實使鋁使鋁“自我保自我保護護”與空氣（氧氣）與空氣（氧氣）接觸接觸與水與水接觸接觸討論討論 自行車的構(gòu)件如自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈支架、鏈條、鋼圈等，等，分別采取了什么防銹措施？分別采取了什么防銹措施？2 2、金屬資源保護、金屬資源保護保護金屬資源的主要途徑：保護金屬資源的主要途徑：1、防止金屬的腐蝕、防止金屬的腐蝕2、金屬的回收和利用、金屬的回收和利用3、有計劃合理地開采礦物

13、、有計劃合理地開采礦物4、尋找金屬代用品、尋找金屬代用品學(xué)生練習(xí)：學(xué)生練習(xí)：根據(jù)銅綠的化學(xué)式根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分析銅生分析銅生銹的條件又是什么？銹的條件又是什么？與氧氣、水、二氧化碳接觸與氧氣、水、二氧化碳接觸5、物盡其用、物盡其用我會做我會做1、通過實驗回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？、通過實驗回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？（1）在干燥的空氣中）在干燥的空氣中（2）在潮濕的空氣中）在潮濕的空氣中（3）部分浸入食鹽水中）部分浸入食鹽水中（4）浸沒有植物油中）浸沒有植物油中2、下列做法能防止鐵制品生銹的是（）、下列做法能防止鐵制品生銹的是（）A、自行車臟了用清水沖洗

14、、自行車臟了用清水沖洗B、用廢酸液沖洗鐵制污水管道、用廢酸液沖洗鐵制污水管道C、在鐵制籃球架上刷一層油漆、在鐵制籃球架上刷一層油漆D、切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干、切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干(3)、(4)C、D我會做我會做3、隨著人們生活質(zhì)量的提高，各種電池使用量大幅、隨著人們生活質(zhì)量的提高，各種電池使用量大幅度增加，廢電池進行集中處理的問題被提到議事日度增加，廢電池進行集中處理的問題被提到議事日程上來。其首要原因是程上來。其首要原因是 ( ) A 回收利用電池外殼的金屬材料回收利用電池外殼的金屬材料B 防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和水源的防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對土壤和水源的

15、污染污染C減輕電池中滲漏的液體對其他物品的腐蝕減輕電池中滲漏的液體對其他物品的腐蝕D回收利用電池中的石墨電極回收利用電池中的石墨電極 C 我會做我會做 4、（、（1）下列家庭生活垃圾：）下列家庭生活垃圾：廢舊書刊報紙廢舊書刊報紙 廢電池廢電池 廢棄橡膠、塑料制品廢棄橡膠、塑料制品 易拉罐飲料瓶易拉罐飲料瓶 廢棄電線廢棄電線 破舊鐵鍋、鋁壺破舊鐵鍋、鋁壺 變質(zhì)剩飯菜變質(zhì)剩飯菜 瓜瓜皮果殼皮果殼 廢棄玻璃物品等，其中可回收利廢棄玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用與保護金用的有。回收利用與保護金屬資源的相關(guān)聯(lián)的是。屬資源的相關(guān)聯(lián)的是。（2）請你聯(lián)系實際再提出兩條節(jié)約金屬資源的建）請你聯(lián)系實際再

16、提出兩條節(jié)約金屬資源的建議議:； 課 題 3 金屬資源的利用和保護 1、為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方、為避免一氧化碳污染空氣，并回收利用一氧化碳，方框中連接的是框中連接的是C和和D，導(dǎo)管接口的連接順序，導(dǎo)管接口的連接順序a 。 C裝置中裝置中NaOH的作用是的作用是 。2、實驗開始時，應(yīng)、實驗開始時，應(yīng) (填填“先加熱再通先加熱再通CO”或或“先通先通CO再加熱再加熱”)，目的是，目的是 。3、實驗進行一段時間后，玻璃管、實驗進行一段時間后，玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象中出現(xiàn)的現(xiàn)象為為 ，反應(yīng)方程式為，反應(yīng)方程式為 。4、除、除CO外，還有哪些物質(zhì)可以還原外，還有哪些物質(zhì)可以還原Fe

17、2O3 (請寫請寫一物質(zhì)的化學(xué)式一物質(zhì)的化學(xué)式)。某化學(xué)興趣小組用一氧化某化學(xué)興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)來探究碳與氧化鐵的反應(yīng)來探究煉鐵的原理，裝置如下圖煉鐵的原理，裝置如下圖所示。請回答有關(guān)問題：所示。請回答有關(guān)問題：d b e除去殘余的二氧化碳除去殘余的二氧化碳 先通一氧化碳再加熱先通一氧化碳再加熱 趕盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱爆炸趕盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱爆炸 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫高溫C或或H2 固體由紅棕色變成黑色固體由紅棕色變成黑色 課 題 3 金屬資源的利用和保護 2、通過實驗回答，鐵釘在、通過實驗回答，鐵釘在下列哪些情況下容易生銹？下列哪些情況

18、下容易生銹？（1）在干燥的空氣中）在干燥的空氣中 （2）在潮濕的空氣中）在潮濕的空氣中 （3）部分浸入食鹽水中）部分浸入食鹽水中 （4）浸沒在植物油中）浸沒在植物油中3、如圖所示實驗，裝置、如圖所示實驗，裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象是（中出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ）A、鐵絲不變化、鐵絲不變化 B、鐵絲逐漸消失、鐵絲逐漸消失 C、試管中的液面不變化、試管中的液面不變化D、試管中的液面上升、試管中的液面上升D 課 題 3 金屬資源的利用和保護 4、下列關(guān)于金屬資源的說法，不正確的是（、下列關(guān)于金屬資源的說法，不正確的是（ ） A、自然界中除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等以單質(zhì)形式、自然界中除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等以單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物形式存在存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金屬資源是取之不盡的、自然界中的金屬資源是取之不盡的 C、防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護金屬資源、防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護金屬資源和環(huán)境和環(huán)境 D、合理開發(fā)礦物、尋找金屬代用品都是保護金屬資源的、合理開發(fā)礦物、尋找金屬代用品都是保護金屬資源的有效途徑有效途徑B5、手機、筆記本電腦等電子產(chǎn)品中使用的鋰電池，具有、手機、筆記本電腦等電子產(chǎn)品中使用的鋰電池，具有體積小、充電時間短、放電時間長等優(yōu)點，放