新人教版九年級下冊初中化學 課題3 金屬資源的利用和保護 教學課件

1、人教版 化學 九年級 下冊第八單元 金屬和金屬材料課題3 金屬資源的利用和保護第一課時第一課時第二課時第一課時鐵的冶煉 人類生活離不開金屬 金屬有廣泛的用途，我們可以從自然界中直接獲取金屬單質(zhì)嗎？社會的進步與發(fā)展也需要大量的金屬1. 知道一些常見的金屬礦物，知道從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。2.了解實驗室將氧化鐵還原成鐵的原理。3.通過對鐵的冶煉學習，初步學會比較、分析等信息加工方法。 除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外,其余大多數(shù)都以化合物形式存在(如各種鐵礦石) 。自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀金屬的存在形式赤鐵礦（主要成分是Fe2O3)磁鐵礦（主要成分是Fe3

2、O4)菱鐵礦（主要成分是FeCO3)鐵礦石礦石：能用來提煉金屬的礦物。鋁土礦（主要成分是Al2O3)黃銅礦輝銅礦（主要成分是CuFeS2)（主要成分是Cu2S)其他礦石地殼中含量最多的金屬元素是Al。金屬元素在地殼中含量資料卡片元素名稱質(zhì)量分數(shù)%元素名稱質(zhì)量分數(shù)%鋁7.73鎂2.00鐵4.75鋅0.008鈣3.45銅0.007鈉2. 74銀0.00001鉀2.47金0.0000005 我國礦物儲量豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要地位。 大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提煉數(shù)以億噸計的金屬，用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他領域。其中，提取量最大

3、的是鐵。資料卡片古代冶鐵圖鐵的冶煉知識點 1為紀念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐煉鐵的原理：一氧化碳還原氧化鐵【探究實驗】原料：鐵礦石，以赤鐵礦（Fe2O3）為例。思考：1.由赤鐵礦Fe2O3得到鐵需要除去其中哪些成分？ 2. 如何除去Fe2O3中的氧元素？ 3. 已經(jīng)學過的具有還原性的物質(zhì)有哪幾種？工業(yè)上煉鐵最好選用哪一種？為什么？實驗裝置：檢驗生成物CO2防止CO污染空氣提供高溫1. 檢查裝置氣密性；2. 將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置；3. 點燃右邊的酒精燈；4. 通入一氧化碳氣體；5. 點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱；6. 待硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色物質(zhì)完全變?yōu)?/p>

4、黑色時停止加熱 ；7. 待玻璃管內(nèi)固體冷卻后停止通入一氧化碳，然后熄滅右邊 的酒精燈。實驗步驟：點擊圖片播放實驗視頻紅色粉末變黑色澄清石灰水變渾濁Fe2O33CO2+3CO2Fe+實驗現(xiàn)象：2.如何驗證反應中生成了什么物質(zhì)？ 將產(chǎn)生的氣體通入到澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，則生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O ；紅色粉末變黑色，用磁鐵檢驗，證明黑色粉末為鐵。問題討論：1.實驗開始時為什么要先通入一會兒CO？ 排出實驗裝置內(nèi)的空氣，以免CO與空氣混合，加熱時可能發(fā)生爆炸。3.裝置中右邊的酒精燈起什么作用？把尾氣燒掉，防止污染空氣。4. 石灰水的作用有哪些？ 澄清石灰水用來

5、檢驗生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳，便于處理尾氣。 5. 實驗完畢后為什么要繼續(xù)通入CO直至玻璃管冷卻？ 防止氧化鐵還原生成的鐵，在較高溫度下重新被氧化。觀看工業(yè)煉鐵的視頻，思考以下問題：工業(yè)煉鐵的原料、設備 和產(chǎn)品分別是什么？2. 各原料分別起什么作用？3. 主要反應有哪些？工業(yè)煉鐵點擊圖片播放視頻1.原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣；設備：高爐； 產(chǎn)物：生鐵、CO2、爐渣。2. 原料作用：焦炭提供熱量，提供還原劑。3.反應原理： CO2 CO2 CO2C 2CO Fe2O33CO 2Fe3CO2 CaCO3 CaOCO2 CaOSiO2 CaSiO3高溫=高溫=高溫= 高溫=高溫=含雜質(zhì)物

6、質(zhì)的化學方程式的計算 在實際生產(chǎn)中，所用的原料或產(chǎn)物一般含有雜質(zhì)。 而在計算用料和產(chǎn)量時，只有純凈物才能代入化學方程式進行計算。在計算用料和產(chǎn)量時必須考慮雜質(zhì)問題。例題：用1 000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少噸？分析：代入化學方程式計算的數(shù)據(jù)應是純凈物的質(zhì)量： 赤鐵礦石 氧化鐵 鐵 生鐵方法1：根據(jù)化學式： 1 000t80%70%96% = 583 t （鐵元素質(zhì)量守恒）方法2：根據(jù)化學方程式計算：Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高溫解：1 000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1 000t 80%800t。設800t氧化鐵理論上可以煉出鐵

7、的質(zhì)量為x。160 112800t x160800t=112xx560t折合含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t 96%583t（純化雜 ）答： 1 000t含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為583t。解：1 000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1 000t 80%800t。答： 1 000t含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為583t?；蛟O800t氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高溫160 112800t x96%160 :112800t :x96% x5

8、83t（雜化純） 例（2019重慶）實驗室用下圖裝置模擬煉鐵。下列說法正確的是（ ）A. 磁鐵礦的主要成分是Fe2O3 B. 應先加熱Fe2O3再通入COC. 紅棕色的物質(zhì)逐漸變黑 D. 氣體通過澄清石灰水后可直接排放 鐵的冶煉C0連接中考素養(yǎng)考點 1 00基礎鞏固題1.下列主要成分是Fe2O3的鐵礦石是（）A赤鐵礦 B磁鐵礦C菱鐵礦 D黃鐵礦A2. 某同學用如圖所示的裝置進行CO與Fe2O3的反應。下列說法錯誤的是（ ）A. 該實驗裝置應增加尾氣處理裝置B. 加熱前應先通入一段時間的CO以排盡裝置內(nèi)的空氣C. NaOH溶液應改為Ca(OH)2溶液以檢驗產(chǎn)生的CO2氣體D. 反應后的固體是Fe

9、和Fe2O3的混合物,可以采用加入鹽酸并 過濾的方法得到Fe基礎鞏固題D3. 用“W”型管進行微型實驗，如圖所示，下列說法錯誤的是（ ）A. a處紅棕色粉末變?yōu)楹谏?B. a 處實驗結束時先停止通入CO，后停止加熱 C. b處澄清石灰水變渾濁證明有二氧化碳生成D. 可利用點燃的方法進行尾氣處理 B 基 礎 鞏 固 題1. 如圖是CO與Fe2O3反應的實驗裝置圖,下列說法不正確的是（ ）A. 實驗開始時，先通入CO，在裝置 出口處驗純后，點燃酒精燈，再點燃酒精噴燈B. 實驗過程中看到，玻璃管里的粉末由紅棕色逐漸變?yōu)楹谏獵. CO與Fe2O3反應的化學方程式為Fe2O3+CO 2Fe+CO2D.

10、尾氣處理時發(fā)生反應的化學方程式為2CO+O2 2CO2 C能力提升題2.小明的筆記中有一處不符合題意，你認為是圖中的哪一處（ ） A. a處 B. b處 C. c處 D. d處B能力提升題（1）實驗前要先通入一氧化碳，然后再加熱；實驗過程中觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的紅色物質(zhì)逐漸變?yōu)開色，寫出反應的化學方程式 。 （2）實驗過程中必須對尾氣進行處理，利用支架調(diào)節(jié)酒精燈的高度，用酒精燈火焰的_點燃。（3）通過上述實驗探究，同學們總結一氧化碳的化學性質(zhì)有_。3興趣小組的同學利用下圖裝置探究工業(yè)煉鐵的化學原理。能力提升題黑3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2外焰還原性、可燃性金屬資源存在形式鐵的冶煉含雜

11、質(zhì)物質(zhì)的計算單質(zhì)、化合物實驗室模擬煉鐵工業(yè)煉鐵實驗裝置實驗原理實驗步驟實驗現(xiàn)象原理設備相關反應3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2一氧化碳從鐵的氧化物中還原出鐵高爐第二課時保護金屬資源金屬腐蝕在生活中非常普遍1. 了解金屬腐蝕的條件以及防止金屬腐蝕的簡單方法。2.知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護的重要性。3.通過對鋼鐵腐蝕條件的探究，進一步加深對科學探究中各因素的理解，提高自己的科學素養(yǎng)。金屬的銹蝕與防護知識點 2人們采取了許多措施，但每年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！鐵制品銹蝕的條件水、空氣水干燥的空氣【探究實驗】實驗儀器：鐵釘、試管、蒸餾

12、水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣實驗方法：控制變量法、對照法點擊圖片播放實驗視頻 在干燥空氣中的鐵釘不生銹 浸沒在水中的鐵釘不生銹半截浸沒在水中的鐵釘在水與空氣的交界面最易生銹 （ 有水和O2）實驗現(xiàn)象：（有O2無水）（有水無O2） 鐵生銹的條件鐵必須同時與空氣（氧氣）、水（水蒸氣）等接觸。鐵銹的顏色：紅色鐵銹的主要成分：Fe2O3xH2O 歸納總結防止鐵生銹的方法破壞鐵生銹的條件即可1.保持鐵制品表面的潔凈和干燥。2.在鐵制品表面涂油、刷漆、搪瓷、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。防止鐵制品銹蝕的方法。討論三角架：鋼線(

13、輻條）：鏈條：刷漆鍍一層耐腐蝕的金屬涂油等平時要保持自行車的潔凈與干燥（或涂油）！鋼圈：自行車防銹措施有哪些。討論金屬資源保護礦物的儲量是有限的，而且不能再生。據(jù)估計一些礦物可供開采的年限知識點3【稀 土】1. 什么是稀土資源，稀土資源可再生嗎？儲量較少的一類金屬的統(tǒng)稱，有“工業(yè)維生素”之稱。不可再生資源。2. 稀土資源有什么用途？點擊圖片播放視頻3. 閱讀材料，討論如何合理利用和保護我國的稀土資源。討論資料卡片到目前為止，我國的稀土儲量居世界第一位。但據(jù)估算，1970年，我國已探明的稀土儲量約占世界總儲量的75左右；到2005年，這一比例下降到55左右；近幾年來，這一比例繼續(xù)下降。據(jù)估算，目

14、前我國稀土生產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的80以上，居世界首位。按現(xiàn)在的生產(chǎn)量計算，我國的稀土儲備僅能維持1520年。目前，我國的稀土年消費量居世界第一位。其中，應用在新材料領域的消費量已占總消費量的50以上。資料卡片據(jù)估算，目前我國60以上的稀土產(chǎn)品出口到國外。出于環(huán)境保護和資源儲備等因素的考慮，有些發(fā)達國家封存本國的稀土礦而從我國進口稀土產(chǎn)品。我國生產(chǎn)的主要是低端稀土產(chǎn)品，在高端產(chǎn)品方面遠落后于發(fā)達國家。我國在稀土開采與生產(chǎn)過程中存在著資源浪費、生態(tài)破壞和亂采濫挖等問題。我國從1999年開始實行稀土出口配額管理；2011年，國務院關于促進稀土行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的若干意見發(fā)布。1.防止金屬腐蝕保護金屬資

15、源涂油烤藍噴漆合金2. 廢舊金屬的回收與利用3. 有計劃、合理地開采礦物，嚴禁不顧國家利益的亂采礦4.其他途徑：尋找金屬的代用品 塑料管道高分子齒輪 金屬的銹蝕與防護連接中考素養(yǎng)考點 2 例（2019廣東）探究鐵生銹的條件，有利于尋找防止鐵制品銹蝕的方法。下列對比實驗設計與所探究的條件（蒸餾水經(jīng)煮沸并迅速冷卻），對應關系正確的是（） DA甲和乙：水B乙和丙：空氣C甲和丙：空氣D甲和丁：水例（2018玉林）保護金屬資源的有效途徑，不包括下列的（ ）A. 合理開采礦物 B. 尋找金屬替代品C. 回收利用金屬 D. 禁止使用鐵制品金屬資源保護D連接中考素養(yǎng)考點 3 基礎鞏固題1下列四支試管中，鐵釘銹

16、蝕最快的是（ ） D蒸餾水蒸餾水蒸餾水食鹽水2下列與金屬材料有關的說法中，正確的是（）A黃銅片比銅片硬度小B鋼的性能優(yōu)良，是很純的鐵C沙漠地區(qū)的鐵制品銹蝕較快D為防止鋼鐵制品生銹，可在其表面刷漆D基礎鞏固題3金屬、金屬材料的性質(zhì)在很大程度上決定了它們的用途。下列相關說法中不正確的是 （ ）A. 不銹鋼抗腐蝕性好，常用于制造醫(yī)療器械B. 鐵具有良好的導熱性，可以用于制造炊具C. 鋁合金輕而堅韌，可作汽車、飛機和火箭的材料D. 銹蝕后的鐵制品沒有回收價值D基礎鞏固題4.“中國制造”“一帶一路”的基礎建設都需要用到大量鋼鐵，下列有關鋼鐵的說法正確的是（）A鋼是純凈物，生鐵是混合物B鋼鐵在潮濕的空氣中

17、容易生銹C生鐵的熔點應比純鐵高D生銹的鋼鐵制品沒有回收價值B基礎鞏固題一段時間后，鐵絲會由下向上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象一段時間后，水面處鐵絲銹蝕嚴重一段時間后，塑料瓶會變膨脹，因為鐵 生銹要放熱一段時間后，塑料瓶會變癟，因為鐵生銹與空氣有關 A B C D1如圖是某化學興趣小組設計的觀察鐵制品銹蝕的實驗裝置。下列相關敘述中正確的是（ ） B能力提升題2蘭州中山鐵橋，位于城北白塔山下，歷盡滄桑，百年不倒，多次參與維修大橋的工程師感嘆道：“起初我們以為一百多年了，鉚合處多少會有些銹蝕，可當我們將鉚件啟開后發(fā)現(xiàn)，里面完全是簇新的。當時使用炭火和錘具等簡單工具，能達到如此工藝令人匪夷所思?！?請同學們結合自己所學的知識回答下列問題。能力提升題（1）中山鐵橋鉚合處簇