新課標人教九年級化學上冊題金屬資源的利用和保護剖析學習教案

1、會計學1新課標人教九年級化學上冊題金屬資源的利新課標人教九年級化學上冊題金屬資源的利用和保護用和保護(boh)剖析剖析第一頁，共40頁。圖8-16 自然界以單質(zhì)(dnzh)形式存在的金圖8-17 自然界以單質(zhì)形式(xngsh)存在的銀 除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式(xngsh)存在外,其余都以化合物形式(xngsh)存在。金屬的存在形式：單質(zhì)( 少數(shù)，如金和銀)化合物( 大多數(shù)，如各種鐵礦石)第1頁/共40頁第二頁，共40頁。赤鐵礦（主要(zhyo)成分是Fe2O3 ）菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）圖8-18 常見(chn jin)的礦石硫鐵礦(主要成分是FeS2 )磁鐵礦（主要(

2、zhyo)成分是Fe3O4）第2頁/共40頁第三頁，共40頁。圖8-18 常見(chn jin)的礦石輝銅礦（主要(zhyo)成分是Cu2S） 黃銅礦（主要(zhyo)成分是CuFeS2） 鋁土礦主要成分是Al2O3 第3頁/共40頁第四頁，共40頁。元素名稱元素名稱質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù)%元素名稱元素名稱質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù)%鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2. 74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005地殼(dqio)中含量最多的金屬是Al！金屬元素在地殼(dqio)中含量：第4頁/共40頁第五頁，共40頁。一、鐵的冶煉(ylin)：生熟

3、煉鐵爐一生熟煉鐵爐二圖8-19 我國古代(gdi)煉鐵圖第5頁/共40頁第六頁，共40頁。圖8-20 上海寶山(bo shn)鋼鐵公司煉鐵高爐第6頁/共40頁第七頁，共40頁?，F(xiàn)象現(xiàn)象分析分析反應(yīng)式反應(yīng)式尾氣處理尾氣處理紅色的Fe2O3變成灰黑色，同時產(chǎn)生的氣體使澄清(chngqng)的石灰水變渾濁一氧化碳還原(hun yun)氧化鐵生成鐵粉(灰黑色)與二氧化碳1.實驗室用一氧化碳(yynghutn)還原氧化鐵用燃著的酒精燈將尾氣點燃或用氣球收集尾氣【實驗8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡 )第7頁/共40頁第八頁，共40頁。

4、實驗(shyn)步驟： .按下圖組裝儀器(yq)，并檢查其氣密性。把少量(sholing)研細的氧化鐵粉末裝進硬質(zhì)玻璃管中。把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通入一氧化碳氣體排除空氣，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。點燃出氣口處的酒精燈(或用氣球收集)，防止一氧化碳污染空氣。待排盡后，點燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化。當紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，停止加熱，再通入一會兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻，防止Fe被氧化。一氧化碳還原氧化鐵必須在封閉的硬質(zhì)玻管中進行，防止一氧化碳污染空氣。第8頁/共40頁第九頁，共40頁。原料(yunlio)：鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫2

5、.工業(yè)(gngy)煉鐵：反應(yīng)(fnyng)的化學方程式：CO是還原劑； Fe2O3是氧化劑原理： 焦炭在高溫條件下跟O2反應(yīng)生成CO, CO作還原劑，在高溫條件下把鐵礦石中的鐵還原出來。第9頁/共40頁第十頁，共40頁。設(shè)備(shbi)：煉鐵高爐鐵礦石、焦炭(jiotn)、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫CO2C 2CO 高溫C + O2 CO2 點燃第10頁/共40頁第十一頁，共40頁。 在實際生產(chǎn)時,所用的原料(yunlio)或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),在計算用料時和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。不純物質(zhì)(wzh)、純物質(zhì)(wzh)、純度之間的關(guān)系：列比例(bl)時，一定要用純量。3.

6、含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學方程式的計算：m(純) = m(不純 )純度m(不純) = m(純) 純度第11頁/共40頁第十二頁，共40頁。例題：用1000t含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵96%的生鐵(shngti)多少噸？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量(zhling)為1000t 80%800t。設(shè)800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量(zhling)為X。160 112800t X160800t=112XX560t折合(zhh)含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t 96%583t(純化雜)答： 1000t含氧化鐵(Fe2O3)

7、80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵為583t?；蛟O(shè)800t氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵質(zhì)量為X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫160 112800t X96%160 :112800t :X96% X583t(雜化純)第12頁/共40頁第十三頁，共40頁。2.下圖是課堂中模擬煉鐵的實驗(shyn)裝置。 （1）寫出圖中標(zhn bio)有序號的儀器名稱 ， 。 (2)實驗過程中，先要進行的是_ 。（填或）加熱 通一氧化碳 (3)A中反應(yīng)的化學方程式是 。 B中反應(yīng)的化學方程式是 ， B中觀察到的現(xiàn)象是_ 。 (4)該裝置的不足之處是 。鐵架臺試管(shgun)F

8、e2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫沒有尾氣處理裝置（或沒有用燃著的酒精燈處理尾氣等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水變渾濁第13頁/共40頁第十四頁，共40頁。 3.右下圖是金屬活動性順序(shnx)表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au約6000年前約 200年前約600年前約2500年前選擇編號填空：鋁的利用比銅和鐵晚得多，原因是 ；目前鋁在多個(du )領(lǐng)域替代易生銹的鋼鐵，其主要原因是 。鋁的密度小 鋁很活潑 地殼中鋁的含量高 鋁的表面易生成致密的保護

9、膜第14頁/共40頁第十五頁，共40頁。鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。右圖是實驗室模擬(mn)煉鐵的裝置圖，寫出冶煉生鐵的化學方程式 ；能證明產(chǎn)物中有鐵粉的方法是： 。 用磁鐵(cti)吸(或加稀鹽酸有氣泡) 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高溫在組裝(z zhun)儀器時，把玻璃管插入橡膠管的操作方法 是 。此裝置有不完善的地方，請說出其中一種改進方法： 。用氣球收集尾氣或用燃著的酒精燈點燃導管一端用水潤濕后旋轉(zhuǎn)插入第15頁/共40頁第十六頁，共40頁。第八單元(dnyun) 金屬和金屬材料課題3 金屬(jnsh)資源的利用和保護第二(d r)課時P1720第16頁/共4

10、0頁第十七頁，共40頁。為什么要保護金屬(jnsh)資源？二、金屬(jnsh)資源保護保護金屬資源(zyun)的原因：每年大量開采(數(shù)以億噸計)每年大量的金屬被腐蝕(相當于年產(chǎn)量的20%40%)P17第17頁/共40頁第十八頁，共40頁。1.金屬的腐蝕(fsh)和防護人們采取了許多措施，但每年(minin)全世界因生銹而損失的鋼鐵約 占世界年產(chǎn)量的四分之一！如何(rh)防銹？第18頁/共40頁第十九頁，共40頁。a.在干燥空氣(kngq)中b.浸沒在水中c.半截浸沒在水中鐵的生銹(shn xi)過程哪種條件(tiojin)下,鐵最易生銹?為什么?不生銹(有水無O2) 不生銹 (有O2無水)在水

11、與空氣的交界面最易生銹 植物油 a b c請思考：用橡皮塞塞緊管口(有水和2)第19頁/共40頁第二十頁，共40頁。鐵與空氣(kngq)中的氧氣、水蒸氣發(fā)生化學反應(yīng)。鐵銹的成份(chng fn)很復雜,主要為氧化鐵Fe2O3 XH2O。(Fe2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)(jx)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，如不及時除去，會加快鐵制品的生銹，使鐵全部被腐蝕。而鋁不同，鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的Al2O3薄膜，覆蓋在鋁的表面，從而保護里層的鋁不再與氧氣反應(yīng)，所以鋁耐腐蝕。)鐵生銹的條件：要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)(Fe、H2O、O2)；鐵制品銹蝕的條件:反應(yīng)物要能相互接觸；生成物不會對反應(yīng)起

12、阻礙作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O (緩慢氧化)第20頁/共40頁第二十一頁，共40頁。防止鐵生銹的方法(破壞(phui)鐵生銹的條件即可)：1.保持鐵制品表面(biomin)的潔凈和干燥。2.在鐵制品表面涂油、刷漆、搪瓷(tngc)、鍍上 耐腐蝕的金屬、烤藍（即表面生成致密的氧化膜保護層），使鐵制品與空氣隔絕。3.制成耐腐蝕的合金，如不銹鋼，就是在鋼中加入一點鎳和鉻而制成的合金。第21頁/共40頁第二十二頁，共40頁。三角架：鋼線(輻條(ftio)）：鏈條(lintio)：刷漆鍍一層耐腐蝕的金屬(jnsh)涂油等平時要保持自行車的潔凈與干燥（或涂油）！自行車防銹措施

13、有哪些？討論：鋼圈：第22頁/共40頁第二十三頁，共40頁。 圖8-25 據(jù)估計一些礦物(kungw)可供開采的年限2.金屬(jnsh)資源保護為什么要保護金屬(jnsh)資源？礦物的儲量是有限的，而且不能再生。第23頁/共40頁第二十四頁，共40頁。2、怎樣保護(boh)金屬資源呢? 防止金屬(jnsh)的腐蝕。金屬的回收(hushu)與利用。 有計劃,合理地開采礦物,嚴禁不顧國家利益的亂采礦。尋找金屬代用品。如以塑代鋼。第24頁/共40頁第二十五頁，共40頁。圖8-26 金屬的回收(hushu)利用回收一個鋁制的易拉罐比制造一個新的鋁制的易拉罐要便宜20%，而且還可以節(jié)約金屬資源和95%能

14、源(nngyun)。目前世界上有50%以上的鐵和90%以上的金得到回收利用。第25頁/共40頁第二十六頁，共40頁。反饋(fnku)練習 1.在下列情況下，埋在地下的鑄鐵管道腐蝕最快的是 （） A.在潮濕(chosh)、致密的土壤中 B.在干燥、致密的土壤中 C.在潮濕(chosh)、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中 2.某運輸(ynsh)用鐵船，在水中行駛，最易生銹的部位是()CBA.水面上的船頭部分 B.水面附近的船體部分 C.水面下的船底部分 D.各部分都一樣速度生銹第26頁/共40頁第二十七頁，共40頁。 3.日常生活中的一些鐵制品經(jīng)常會被銹蝕。 下列做法中不能起防銹作用的是（

15、）在鐵制品表面鍍鋅 在鐵制品表面涂油脂保留鐵件表面的鐵銹作保護層在鐵器表面刷油漆自行車臟了用清水沖洗(chngx) 用廢酸液沖洗(chngx)鐵制污水管道切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干A. B.C. D.B第27頁/共40頁第二十八頁，共40頁。 4.全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的1/4。某學生想探究鐵生銹的條件，他將干凈的鐵釘分別(fnbi)同時入放A、B、C三支試管中進行研究。請你幫助該學生完成下列實驗設(shè)計的內(nèi)容：編號編號操作方法操作方法實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康腁探究鐵在干燥空氣中探究鐵在干燥空氣中的生銹情況的生銹情況B放入鐵釘，注入蒸餾水放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油浸

16、沒鐵釘，并用植物油液封液封C探究鐵在有空氣和水探究鐵在有空氣和水時的生銹情況時的生銹情況加熱烘干試管，小心放入鐵釘，塞上(si shn)塞子 探究鐵在有水而無空氣（氧氣）時的生銹(shn xi)情況小心放入鐵釘，注入蒸餾水，使鐵釘部分浸入水中第28頁/共40頁第二十九頁，共40頁。一周(y zhu)后，編號為_的試管中的鐵釘最易生銹。用相同材料制作，經(jīng)過相同時間防銹處理的鐵欄桿，安裝在南方比安裝在北方更易生銹，其原因是_。C南方比北方(bifng)天氣潮濕，鐵更易生銹A B C鐵在干燥(gnzo)空氣中鐵在有水而無空氣（氧氣）時鐵在有空氣和水時用植物油液封用橡皮塞塞緊管口第29頁/共40頁第三

17、十頁，共40頁。4.某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)）進行分析，甲、乙、丙三位同學分別進行實驗，其中只有一位同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全(wnqun)反應(yīng)。實驗數(shù)據(jù)如下表： 請你認真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題： 哪位同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全(wnqun)反應(yīng)； 計算樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)； 若生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？ 甲甲乙乙丙丙燒杯稀硫酸燒杯稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯剩余物充分反應(yīng)后，燒杯剩余物208.7g158.7g163.7g改正

18、(gizhng)：(燒杯的質(zhì)量為25.4g；計算結(jié)果精確到0.1%)第30頁/共40頁第三十一頁，共40頁。解：分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙、丙三人的實驗生成氣的質(zhì)量都是0.3g(如甲為200g+9g-208.7g0.3g),即各人的實驗中都有一種反應(yīng)物完全反應(yīng)。由甲、乙數(shù)據(jù)可知，9g鐵樣品中的鐵完全反應(yīng)，甲中的酸過量。由乙、丙數(shù)據(jù)可知，(150g 25.4g)124.6g的稀硫酸中的H2SO4完全反應(yīng)，丙中的金屬(jnsh)過量。綜合分析可知乙同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)。甲甲乙乙丙丙燒杯稀硫酸燒杯稀硫酸200g150g150g加入的鐵樣品加入的鐵樣品9g9g14g充分反應(yīng)后，燒杯剩余

19、物充分反應(yīng)后，燒杯剩余物208.7g158.7g163.7g第31頁/共40頁第三十二頁，共40頁。解：乙反應(yīng)生成(shn chn)氫氣的質(zhì)量為150g+9g-158.7g0.3g。設(shè)Fe的質(zhì)量為X。 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H22 X 0.3g則Fe%8.4g9g 100%=93.3%計算樣品(yngpn)中鐵的質(zhì)量分數(shù)；答：樣品中鐵的質(zhì)量(zhling)分數(shù)為93.3%。56X20.3g=X=8.4g第32頁/共40頁第三十三頁，共40頁。若生產(chǎn)1000 t這種純度的鐵，至少需要(xyo)含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦多少噸？解：需要(xyo)含氧化鐵80%的赤鐵礦

20、的質(zhì)量為Y。1000 t這種純度的鐵含純鐵的質(zhì)量為1000t93.3%930t。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 =高溫160 112Y80% 930t160:112=Y80%: 930t Y=1666.1t答：生產(chǎn)1000 t這種純度(chnd)的鐵，至少需要含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦為1666.1t。第33頁/共40頁第三十四頁，共40頁。3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2 ；=高溫 1.把鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程，其主要反應(yīng)原理是在高溫條件(tiojin)下CO作還原劑，奪取鐵礦石里的氧，將鐵還原出來。 2.在實際生產(chǎn)時,所用(su yn)的原料或產(chǎn)物一

21、般都含有雜質(zhì),在計算用料時和產(chǎn)量時,應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。3.鐵生銹的條件是鐵與空氣中的氧氣、水(或水蒸氣)直接接觸，如果隔絕了空氣和水，就能在一定程度上防止鋼鐵生銹。在鐵表面(biomin)涂油、刷漆、鍍上耐磨和 耐腐蝕的鉻及制造耐腐蝕的合金，如不銹鋼等，就能防止鋼鐵生銹。4. 保護金屬資源的有效途徑是防止金屬的腐蝕、回收與利用廢舊金屬、合理有效地地開采礦物,以及尋找金屬代用品等。列比例時，一定要用純量。m(純) = m(不純 )純度4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O第34頁/共40頁第三十五頁，共40頁。本單元(dnyun)小結(jié)：一、金屬(jnsh)和金屬(jnsh)材料金屬與

22、非金屬物理性質(zhì)(wl xngzh)的比較：物理性質(zhì)物理性質(zhì)金屬金屬非金屬非金屬狀態(tài)狀態(tài) 在常溫下，除汞在常溫下，除汞(Hg)是液體外，其余是液體外，其余都是固體都是固體 在常溫下，有在常溫下，有固、液、氣三態(tài)固、液、氣三態(tài)密度密度 一般較大一般較大 一般較小一般較小光澤光澤 有有 一般無一般無導電性導電性導熱性導熱性能導電、導熱能導電、導熱 一般不導電、不一般不導電、不導熱導熱延展性延展性有有沒有沒有第35頁/共40頁第三十六頁，共40頁。2.金屬材料包括純金屬和合金。把兩種或兩種以上的金屬熔合在一起，或者把金屬和非金屬熔合在一起，就可以得到具有金屬特性的合金 。由于合金的很多性能一般比組成它們的純金屬更好，因此，在實際(shj)中大量使用的金屬材料是合金。二、金屬(jnsh)的化學性質(zhì)1.很多金屬(jnsh)都能與氧氣、鹽酸和稀硫酸等起反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。)以Fe、Al、Cu為例，寫出它與氧氣、稀硫酸反應(yīng)的化學方程式。，。Fe + H2SO4 FeSO4 + H22Al +3H2SO4 Al2 (SO4) 3 +3H23 F e + 2 O2 Fe3O4點燃4 A l + 3 O2 2Al2O3點燃2 C u + O