金屬資源的利用和保護(hù)

8.3金屬資源的利用和保護(hù)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵復(fù)原出來的方法。會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。過程與方法通過觀察、實(shí)驗(yàn)、閱讀資料、聯(lián)系實(shí)際等方法獲取信息。運(yùn)用比較、分析、聯(lián)想、分類等方法對(duì)所獲取的信息進(jìn)行加工。能主動(dòng)與他人進(jìn)行交流與討論，逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀增強(qiáng)對(duì)生活和自然界中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲。關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題，初步形成主動(dòng)參與社會(huì)決策的意識(shí)。逐步樹立珍惜資源、保護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念。樹立為社會(huì)的進(jìn)步而學(xué)習(xí)化學(xué)的志向。教學(xué)重點(diǎn)鐵的冶煉。有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算。鐵銹蝕的條件及其防護(hù)。合理利用金屬資源的意識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)對(duì)鐵銹蝕條件及其防護(hù)措施的初步探究。有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算。教學(xué)方法聯(lián)系實(shí)際一進(jìn)行思考一實(shí)驗(yàn)探究一分析討論一得出結(jié)論一聯(lián)系實(shí)際一發(fā)揮想象一提高興趣。教具準(zhǔn)備投影儀（或錄像機(jī)、圖片等）、礦物標(biāo)本（或圖片）。FeQ、石灰水、貯有C°的貯氣瓶、磁鐵、鐵架臺(tái)、酒精噴燈、酒精燈、試管、直玻璃管、橡膠塞、導(dǎo)管、火柴。課時(shí)安排2課時(shí)第一課時(shí)：金屬資源概況及鐵的冶煉和有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算。第二課時(shí)：鐵制品銹蝕條件的探究及金屬資源的保護(hù)。教學(xué)過程第一課時(shí)：金屬資源概況及鐵的冶煉和有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算。［引言］由前面的學(xué)習(xí)我們知道，金屬是一類重要的材料，人類的生活和生產(chǎn)都離不開金屬。由于地球上的金屬資源是有限的，故我們需對(duì)其進(jìn)行合理的利用和有效的保護(hù)。［板書］課題3金屬資源的利用和保護(hù)一、金屬資源概況［講解］地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物形式存在。以化合物形式存在的金屬在自然界中以礦物形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。工業(yè)上就是從礦石中來提煉金屬的。［請(qǐng)學(xué)生觀看課本圖8—16、8—17、8-18等有關(guān)金屬資源的圖片。［過渡］不同種類的金屬在地殼中的含量并不相同。它們?cè)诘貧ぶ谐试鯓拥姆植稼厔?shì)呢？請(qǐng)大家看課本P14“金屬元素在地殼中的含量”的資料。配司f：-.整：ULrtL［問］人類目前普遍使用的金屬有哪些?［答］鐵、鋁、銅等。［追問］這是否和它們?cè)诘貧ぶ械暮坑幸欢ǖ年P(guān)系呢？［生］肯定有!因?yàn)殇X、鐵在地殼中的含量是所有金屬中最多的。［疑惑］銅的百分含量遠(yuǎn)小于鐵和鋁，為什么也普遍使用于我們的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呢？［可讓學(xué)生討論、各抒己見］［總結(jié)］這主要與銅的性質(zhì)和銅的提煉成本有關(guān)。［追問］那么，自然界含鐵、鋁、銅的礦石主要有哪些呢?它們的主要成分是什么？［生］含鐵的礦石主要有赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）、黃鐵礦（主要成分是FeS2）、菱鐵礦（主要成分是FeCO3）；含鋁的礦石主要是鋁土礦（主要成分是Al2O3）；含銅的礦石主要是黃銅礦（主要成分是SFeS）和輝銅礦（主要成分是C4S）。［承接］我國(guó)的金屬礦物分布怎么樣？［引導(dǎo)學(xué)生看課本有關(guān)內(nèi)容］答案：礦物種類齊全，礦物儲(chǔ)量豐富，其中鎢、鉬、鈦、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上占有重要地位。［過渡］現(xiàn)在，人類每年都要向地殼和海洋索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以噸計(jì)的金屬。其中，提取量最大的是鐵。把金屬礦物變成金屬的過程，叫做金屬的冶煉。煉鐵的過程稱之為鐵的冶煉。下面，我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)鐵的冶煉的知識(shí)。［板書］二、鐵的冶煉［探究與活動(dòng)］鐵的冶煉討論：如何將鐵礦石煉成鐵？以赤鐵礦為原料可能使用的方案：方案一：加熱使Fe2O3發(fā)生分解反應(yīng)方案二：找尋一種物質(zhì)使其主動(dòng)奪去Fe2O3中的“O”方案評(píng)價(jià)：方案一：要使Fe2O3分解，需較高的溫度；又因?yàn)殍F在高溫下易與空氣中的氧氣反應(yīng)，要使Fe2O3分解還須在非空氣氛圍中進(jìn)行，成本太高。方案二：比較切實(shí)可行，

討論：選用什么物質(zhì)才能使Fe2O3失去“O”呢?講解：H2、C、CO等都符合條件，考慮經(jīng)濟(jì)效益等因素，一般選用C或CO反應(yīng)原理Fe2O3+3CO高===3CO2+2Fe［板書］冶煉原理：=9曰［學(xué)生板書］FeO+3CO業(yè)S3CO+2Fe232［演示實(shí)驗(yàn)8—3一氧化碳復(fù)原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)］在實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)用酒精燈給氧化鐵加熱一段時(shí)間后，我們將看到固體由紅色變成黑色，這時(shí)氧化鐵變成鐵，實(shí)驗(yàn)中石灰水會(huì)變白色渾濁，用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是紅防止一氧化碳污染空氣請(qǐng)寫出相關(guān)的化學(xué)方程式：注意：(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先通CO把裝置內(nèi)空氣排干凈，然后再加熱；反應(yīng)完成后，須待試管內(nèi)物質(zhì)冷卻后再停止通CO。反應(yīng)完畢后，把得到的黑色粉末倒在白紙上觀察，并試驗(yàn)它能不能被磁鐵吸起，以判斷反應(yīng)中是否生成了鐵。［總結(jié)］上述實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過程，工業(yè)上鐵的冶煉原理雖與上述實(shí)驗(yàn)相同，但其規(guī)模、條件、裝置與此差異很大。［過渡］在冶鐵的實(shí)際生產(chǎn)過程中，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，故在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)就不可能不考慮雜質(zhì)問題。［板書］三、有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算［投影例題］用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸?［分析］此題是有關(guān)化學(xué)方程式的汁算，但化學(xué)方程式表示的是純潔物質(zhì)之間的數(shù)量比，而不表示不純物質(zhì)之間的數(shù)量關(guān)系。故計(jì)算時(shí)須先進(jìn)行換算。如果題目給出或要求算出不純物質(zhì)的質(zhì)量，必須先換算成純潔物質(zhì)的質(zhì)量，或先計(jì)算出純潔物質(zhì)質(zhì)量再換算成不純物質(zhì)的質(zhì)量。［師］請(qǐng)大家根據(jù)以上分析，解答此題。［學(xué)生活動(dòng)］［投影給出正確解法］如下：解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000tX80%=800t。設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。f^JinnFeO+3CO2Fe+3CO21602X56800t160160x==560t。x=折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560t：96%=583t。答：1000t含氧化鐵80%的亦鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵583t?；颍航猓簺]理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。同］皿Fe2O3+3CO2Fe+3CO21602X561000tX80%x-96%16。1Q0W箱2x56=c96%,x=583t答：1OOOt含氧化鐵80%的亦鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵583t。［課堂練習(xí)］習(xí)題4［對(duì)練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行分析和糾正］［總結(jié)并板書］根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。［小結(jié)］本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了金屬資源概況、鐵的冶煉及有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算等知識(shí)。［布置作業(yè)］習(xí)題1、5板書設(shè)計(jì)課題3金屬資源的利用和保護(hù)一、金屬資源概況二、鐵的冶煉［diihq冶煉原理：Fe2O3+3CO^=3CO2+2Fe三、有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。第二課時(shí)：鐵制品銹蝕條件的探究及金屬資源的保護(hù)。情景導(dǎo)入：［議一議］1.金屬腐蝕可給我們帶來哪些危害？金屬資源短缺對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展意味著什么？［學(xué)生分組討論，并交流討論結(jié)果)1題可能的答復(fù)有：金屬大量腐蝕使冶煉金屬的成本提高。比方說既消耗能源，又浪費(fèi)礦物，還可能產(chǎn)生大量的廢氣危害人類健康。⑵使金屬制品的壽命縮短。⑶作為量器，將影響到其精確度。⑸金屬制品銹蝕，會(huì)影響其美觀程度?！?題可能的答復(fù)有：金屬資源短缺時(shí)，將會(huì)使好多金屬冶煉廠因缺乏原料而倒閉，工人下崗。人們?cè)O(shè)計(jì)好的金屬制品將會(huì)因原料短缺而無法付諸實(shí)踐，即心想事不成。我們現(xiàn)在的交通工具多是金屬制品。假設(shè)金屬資源短缺，它們的數(shù)量將急劇減少，從而影響人們的交流和旅行等。要是沒有那么多的金屬起導(dǎo)電作用，我們勢(shì)必會(huì)經(jīng)常生活在黑暗中。金屬資源短缺雖會(huì)影響人類對(duì)金屬制品的使用，但它卻可以促使人們?nèi)ふ腋玫奶娲?。［教師鼓?lì)學(xué)生暢所欲言，并對(duì)他們的奇思妙想進(jìn)行評(píng)價(jià)］［總結(jié)］由大家剛剛的討論可知，金屬腐蝕和金屬資源短缺對(duì)人類是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。［引入］因此，保護(hù)金屬資源也就成了目前我們所面臨的重大問題。［板書］四、金屬資源保護(hù)［過渡］防止金屬腐蝕是我們保護(hù)金屬資源的有力措施。［板書］1.金屑的腐蝕和防護(hù)［過渡］下面，就讓我們以生活中最常見的鐵制品為例來探究鐵制品的銹蝕條件及防銹措施。［板書］(1)鐵制品銹蝕條件的探究現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以證明鐵制品銹蝕的條件。課本P18圖8—23現(xiàn)象分析結(jié)論試管I生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能生銹試管II不生銹鐵只與水接觸試管III不生銹鐵只與氧氣接觸板書：⑴在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能銹蝕鐵銹的主要成分是Fe2O3?xH2O想一想閱讀教材P19頁，答復(fù)以下問題：1、試管II中為什么要用煮沸過的蒸餡水，且要加入植物油？是為了防止蒸餾水中溶有氧氣2、鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護(hù)里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護(hù)里層的鐵呢？不能，因?yàn)殍F銹是疏松的。3、你能否根據(jù)鐵生銹的條件提出防止鐵制品生銹的原理嗎？板書〔2〕鐵制品的防護(hù)措施防止鐵生銹的原理一一就是破壞鐵生銹的條件①隔絕空氣②隔絕水討論1、在實(shí)際生活和生產(chǎn)中我們應(yīng)該采取哪些具體方法來防止鐵制品生銹呢？防止鐵制品生銹的具體方法為：保持鐵制品外表干燥和潔凈在鐵制品外表涂一層保護(hù)膜如：刷油漆、涂油、鍍上一層耐磨、耐腐蝕的金屬鉻、高溫灼燒金屬，進(jìn)行“烤藍(lán)”處理等制成合金鋼，如不銹鋼2、自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？答：刷漆、涂油、鍍鉻等據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%2、金屬資源保護(hù)〔1〕防止金屬腐蝕討論：3、對(duì)于金屬資源除了采取防止金屬腐蝕的措施外，還可以通過什么途徑來使金屬資源得到保護(hù)呢？廢品收購站為什么要收購廢鐵、廢銅、和易拉罐等金屬？〔2〕回收和利用廢舊金屬講解：據(jù)估算，回收一個(gè)鋁制飲料罐比制造一個(gè)新飲料罐要廉價(jià)20%，而且還可節(jié)約金屬資源和95%的能源。1t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1t的鋼，跟用鐵礦石冶煉比，能節(jié)約11t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的鐵的90%以上的金得到了回收利用。廢舊金屬的回收利用還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。例如，廢舊電池中含有汞等，如果廢舊電池隨意丟棄，汞等滲出會(huì)造成地下水和土壤的污染，威脅人類健康。如果將汞等回收利用，不僅可以節(jié)約金屬資源，而且還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。討論：廢棄金屬的回收有什么意義？可節(jié)約金屬資源由于金屬冶煉需在高溫下進(jìn)行，回收廢棄金屬并再利用可節(jié)約能源降低金屬制品的生產(chǎn)成本，可方便人們得到物美價(jià)廉的金屬制品可減少金屬對(duì)環(huán)境的污染〔3）合理開采礦物〔4〕尋找金屬的代用品〔5）物盡其用-小結(jié)：鐵生銹的主要條件是與空氣和水〔或水蒸氣〕直接接觸。-破壞鐵生銹的條件就能防止鐵生銹。-防止鐵生銹的方法為：保持鐵制品外表干燥和潔凈在鐵制品外表刷油漆、涂油、鍍鉻、“烤藍(lán)”等制成合金鋼-保護(hù)金屬資源的有效途徑是：防止金屬腐蝕回收利用廢舊金屬合理有效的開采礦物尋找金屬的代用品物盡其用練習(xí)：1、通過實(shí)驗(yàn)答復(fù)，鐵釘在以下哪些情況下容易生銹？〔2〕〔1）在干燥的空氣中〔2）在潮濕的空氣中〔3）浸沒有植物油中2、以下做法能防止鐵制品生銹的是〔CD）人、自行車臟了用清水沖洗B、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D、切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干3、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(jìn)行集