8.3金屬資源的利用和保護(hù)課件-2022-2023學(xué)年九年級(jí)下冊(cè)化學(xué)人教版

航母，衛(wèi)星，火箭，高鐵等的鑄造對(duì)金屬需求量極大，這么多金屬來源哪里？是如何提煉出來的？金屬資源在自然界的存在地殼中金屬元素的含量元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鋁7.73鐵4.75鈣3.45鈉2.74鉀2.47鎂2.00鋅0.008銅0.007銀0.00001金0.0000005交流討論：目前人類普遍使用的金屬有哪些？鋁合金樓梯不銹鋼水壺銅導(dǎo)線黃金戒指銀手鐲金屬資源在自然界的存在地球上的金屬資源廣泛存在于地殼海洋存在形式為少數(shù)很不活潑的金屬如Au、Ag以單質(zhì)形式存在多數(shù)金屬都以化合物形式存在金可以從河沙里淘出，這說明金是以化合物形式存在還是以單質(zhì)形式存在呢？為什么呢？金屬資源在自然界的存在金屬元素在自然界中的存在形式極少數(shù)不活潑的金屬（如銀、鉑、金等）單質(zhì)自然界單質(zhì)銀Ag自然界單質(zhì)鉑Pt自然界單質(zhì)金Au金屬資源在自然界的存在金屬元素在自然界中的存在形式大多數(shù)較活潑的金屬（如鐵、鋅、鈉和鈣等）化合物金屬化合物在自然界以礦物質(zhì)形式存在，稱為礦石主要成分

CuFeS2主要成分

Cu2S主要成分Al2O3金屬資源在自然界的存在鐵的幾種礦物含鐵量70%赤鐵礦主要成分Fe2O3含鐵量72.4%磁鐵礦主要成分Fe3O4含鐵量48.3%菱鐵礦主要成分FeCO3含鐵量46.7%黃鐵礦主要成分FeS2哪種礦物適宜用來煉鐵？含鐵量產(chǎn)物是否環(huán)保選擇依據(jù)：鐵的冶煉Fe2O3Fe3O4Fe失去氧元素（還原反應(yīng)）還原劑常見還原劑：H2COC一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理Fe2O3＋3CO

高溫

2Fe＋3CO2

實(shí)驗(yàn)步驟檢查裝置氣密性裝藥品，固定儀器通入CO氣體點(diǎn)燃酒精燈熄滅酒精燈冷卻后停止通CO反應(yīng)結(jié)束后熄滅酒精噴燈點(diǎn)燃酒精噴燈實(shí)驗(yàn)步驟點(diǎn)燃尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰2CO+O2=2CO2澄清的石灰水逐漸變渾濁

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O紅棕色粉末逐漸變成黑色Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象C2H5OH+3O22CO2

+3H2O點(diǎn)燃注意事項(xiàng)1.裝置末端酒精燈的作用是什么？處理尾氣，防止有毒的CO污染空氣2.如何檢驗(yàn)生成的黑色固體中有鐵粉？磁鐵吸引/加入足量稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡節(jié)約能源3.充分反應(yīng)后，玻璃管中得到的鐵是

物（純凈或混合）純凈注意事項(xiàng)3.為什么要先通一段時(shí)間CO，再加熱Fe2O3？排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸4.為什么要先停止加熱，待物質(zhì)冷卻后再停止通CO？防止新生成的鐵粉被氧化；防止液體倒吸，使玻璃管炸裂。＞5.實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)際通入的CO的量

(填＞、＜或＝)參加反應(yīng)的CO的量。6.反應(yīng)后玻璃管中的固體質(zhì)量減少，數(shù)值上固體減少的質(zhì)量=

。Fe2O3中氧元素的質(zhì)量即學(xué)即練1.利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行CO還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(

)A.氧化鐵發(fā)生了氧化反應(yīng)B.充分加熱,a處固體由黑色變?yōu)榧t色C.b處可用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的CO2D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),先停止通CO,再停止加熱C節(jié)約藥品(1)緩慢通入CO2，硬質(zhì)玻璃管中A處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。C.①和②2.請(qǐng)據(jù)圖回答:B氧化鐵防止澄清石灰水倒吸進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管(2)

C裝置的作用是__________________________________。和②(3)盛滿石灰水的D裝置在此實(shí)驗(yàn)中的作用有如下說法：①收集多余的CO

②檢驗(yàn)并吸收反應(yīng)生成的CO2

以上說法中正確的是（）

A.只有①B.

只有②C.①和②

C.①和②2.請(qǐng)據(jù)圖回答:B氧化鐵C鐵的冶煉工業(yè)煉鐵3CO+Fe2O32Fe+3CO2高溫C+O2CO2高溫CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高溫CO2+C2CO高溫原料：鐵礦石、焦炭、石灰石石灰石：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣焦炭：提供熱源，制還原劑CO鐵礦石：提供鐵元素鐵的冶煉高溫Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2高爐煉鐵的產(chǎn)物：生鐵含有2%~4.3%的碳及少量磷和硫的鐵合金硬而脆，不利于加工交流討論：高爐煉鐵和實(shí)驗(yàn)室煉鐵有什么區(qū)別？其產(chǎn)物是純鐵嗎？可經(jīng)過吹氧冶煉等工序生產(chǎn)鋼，含碳量降至0.03%~2%的鐵合金鐵礦石與氧化鐵，鐵與生鐵之間有什么的關(guān)系？鐵礦石Fe2O3Fe

混合物化合物（純凈物）單質(zhì)（純凈物）生鐵（主要含鐵）合金（混合物）

物質(zhì)的純度=×100%

思考與交流不純物的總質(zhì)量純凈物的質(zhì)量含雜質(zhì)問題的計(jì)算純凈物的質(zhì)量＝

不純物質(zhì)的總質(zhì)量×純度例題：用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出純鐵的質(zhì)量是多少噸？＝

純凈物的質(zhì)量不純物質(zhì)的總質(zhì)量純度帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是：實(shí)際反應(yīng)或生成的純凈物的質(zhì)量例：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出純鐵多少t?設(shè)理論上可以煉出的純鐵質(zhì)量為x1602×56800t

X160800t2×56XX=560t答：可以煉出純鐵560t。3CO+Fe2O32Fe+3CO2能煉出含鐵為96%的生鐵多少t？生鐵的質(zhì)量560t÷96%≈583.3t可以煉出生鐵鐵583.3t。解：1000t×80％=800t

1000t×80％=800t2×56160=560t×100%800t×560t÷96%=583.3t礦石中Fe2O3的質(zhì)量：Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量：可得到生鐵的質(zhì)量：方法2：根據(jù)化學(xué)式計(jì)算：

赤鐵礦石氧化鐵鐵生鐵例：用1000t含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出純鐵多少t?能煉出含鐵為96%的生鐵多少t？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%。港珠澳大橋是世界上鋼結(jié)構(gòu)橋體最長(zhǎng)的跨海大橋，它如何屹立不倒？Part.4鐵生銹的條件1探究金屬銹蝕的原理思考：為什么鐵制品在干燥的空氣中不易生銹？在潮濕的空氣中容易生銹呢？猜想1：鐵生銹與水有關(guān)猜想2：鐵生銹與氧氣有關(guān)猜想3：鐵生銹與氧氣和水有關(guān)1.提出問題:鐵生銹與什么有關(guān)？2.猜想與假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)Ⅰ實(shí)驗(yàn)Ⅱ?qū)嶒?yàn)Ⅲ有水無氧氣有氧氣無水有氧氣有水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象條件分析結(jié)論①鐵釘浸沒在水中②鐵釘在干燥空氣中③鐵釘一半浸入水中鐵釘與水和空氣交界面處易生銹水、氧氣②和③可得出鐵生銹與水有關(guān)鐵釘表面沒有明顯的銹斑水鐵釘仍光亮完好氧氣①和③可得出鐵生銹與氧氣有關(guān)在水和氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能生銹小結(jié)鐵制品銹蝕的過程，實(shí)際上是鐵與水蒸氣和氧氣（或空氣）同時(shí)接觸。鐵銹的主要成分：Fe2O3·xH2O思考1.為什么要使用蒸餾水?蒸餾水為什么煮沸后迅速冷卻的呢?蒸餾水：排除水中其他雜質(zhì)對(duì)鐵生銹的影響煮沸后迅速冷卻：目的是除去水中溶解的氧氣2.為什么要在水面上覆蓋一層植物油？隔絕氧氣，防止氧氣溶解在水中。3.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？思考

鐵銹

(Ｆe2Ｏ3)氧化鋁

(Al2O3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)若不除去結(jié)果疏松多孔完全銹蝕致密結(jié)實(shí)使鋁“自我保護(hù)”鐵銹氧化鋁1.金屬銹蝕的條件（1）要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)；（2）反應(yīng)物要能相互接觸；（3）生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用。拓展延伸鐵的純度，環(huán)境的溫度、濕度、酸堿性等影響鐵銹蝕的速率。鐵生銹原理的應(yīng)用：①利用鐵粉緩慢氧化放熱制成防寒暖貼；②利用鐵生銹吸收氧氣和水蒸氣制成鐵粉雙吸劑，即食品中的防腐劑和干燥劑。2.用繡方法①“講衛(wèi)生”保持鐵制品的潔凈干燥。②“穿外衣”在金屬表面涂上一層保護(hù)膜③強(qiáng)體質(zhì)----改變鐵的組織結(jié)構(gòu)，制成合金，如不銹鋼。3.防止鐵制品防腐蝕的原理和方法噴漆搪瓷涂油烤藍(lán)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？鍍鉻涂油刷漆防止金屬銹蝕是保護(hù)金屬資源的有力措施。010203金屬資源的保護(hù)04防止金屬的腐蝕。金屬的回收與利用。有計(jì)劃,合理地開采礦物,嚴(yán)禁不顧國(guó)家利益的亂采礦。尋找金屬代用品。如以塑代鋼。礦物的儲(chǔ)量是有限的！4.保護(hù)金屬資源回收廢舊金屬有什么意義？據(jù)估算，回收一個(gè)鋁制飲料罐比制造一個(gè)新飲料罐要便宜20%，而且還可節(jié)約金屬資源和95%的能源，可見回收利用廢金屬，具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。1.可節(jié)約金屬資源2.可節(jié)約能源3.降低金屬使用成本4.

可減少重金屬對(duì)水體和土壤的污染實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅棕色固體變?yōu)開________，澄清的石灰水_______。先通CO再加熱的目的_________________________；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先_________，再______________________，目的___________________________。尾氣處理:____或____________，目的________________。1.赤鐵礦主要成分

；磁鐵礦主要成分_____。

Fe2O3Fe3O42.工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理_________________________3.鐵生銹的條件是鐵與空氣中的__________反應(yīng)；鐵銹屬于______，主要成分是_____，質(zhì)地_____。防銹根本途徑____________，措施有____________________________。黑色粉末變渾濁防止CO與空氣混合加熱爆炸停止加熱繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻防止石灰水倒流，炸裂玻璃管點(diǎn)燃小氣球收集防止CO污染空氣氧氣和水混合物Fe2O3隔絕空氣和水疏松Fe2O3+3CO2Fe+3CO2焦炭的作用1.________；2.______________。刷漆/涂油/電鍍/保持鐵制品干燥提供熱量生成還原劑CO當(dāng)堂訓(xùn)練1.[新素材]2021年3月中旬，天問一號(hào)著陸巡視器搭載著祝融號(hào)火星車成功著陸于火星烏托邦平原南部?；鹦峭寥乐泻孔罡叩慕饘僭貫殍F元素，主要以氧化鐵形式存在，因此火星土壤呈現(xiàn)紅色。地球工業(yè)中常利用赤鐵礦(主要含有氧化鐵)來煉鐵