九年級化學（第八單元 金屬和金屬材料）8.3 金屬資源的利用和保護（人教版 學習、上課課件）

第八單元金屬和金屬材料8.3金屬資源的利用和保護逐點導講練課堂小結作業(yè)提升學習目標課時講解1課時流程2常見的金屬資源鐵的冶煉含雜質物質的化學方程式的計算鐵生銹的條件及防護金屬資源的保護感悟新知知識點11.地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余的都以化合物的形式存在。金屬資源的概況知1－講感悟新知2.工業(yè)上從含有金屬元素并有開采價值的礦石中提煉金屬。常見的金屬礦石有：知1－講呈黑色，具有磁性呈紅棕色礦石赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦黃鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦主要成分Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2Al2O3CuFeS2Cu2S感悟新知提示：礦石均為混合物，赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦是常見的鐵礦石，工業(yè)上常用赤鐵礦和磁鐵礦來煉鐵，因為它們的鐵元素含量較高，且不會造成環(huán)境污染。知1－講感悟新知特別提醒:化學性質比較活潑的金屬在自然界以化合物形式存在，如鐵、鋁等，化學性質穩(wěn)定的以單質形式存在，如金、銀。知1－講知1－練感悟新知[改編·晉中]大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，以下四種礦石中，最適宜煉鐵的是(

)A.赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)B.爐甘石(主要成分是ZnCO3)C.鋁土礦(主要成分是Al2O3)D.黃鐵礦(主要成分是FeS2)例1A考向金屬礦石的選擇感悟新知解題秘方：從經濟效益角度分析，要考慮鐵礦石所含鐵元素的質量分數；從環(huán)境保護角度分析，要考慮在煉鐵生產中是否會產生污染環(huán)境的物質。解：可用于煉鐵的礦石中必須含有鐵元素。赤鐵礦和黃鐵礦中含有鐵元素，但黃鐵礦中含硫元素，冶煉時會生成污染空氣的SO2，故最適宜煉鐵的是赤鐵礦。知1－練感悟新知知識點2一、實驗室煉鐵——一氧化碳還原氧化鐵的實驗1.裝置圖：如圖1所示。鐵的冶煉知2－講感悟新知2.實驗步驟檢查裝置的氣密性→裝入藥品并固定裝置→點燃酒精燈→向玻璃管內通入CO氣體→點燃酒精噴燈，加熱氧化鐵→熄滅酒精噴燈，停止加熱→繼續(xù)通入CO氣體至冷卻至室溫→熄滅酒精燈。3.實驗現象紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏吻宓氖宜儨啙?，尾氣燃燒產生藍色火焰。知2－講感悟新知4.實驗注意事項(1)

先通入一氧化碳氣體，排盡裝置內的空氣，然后再點燃酒精噴燈，防止一氧化碳與空氣混合加熱時發(fā)生爆炸。(2)

實驗完畢后要先撤酒精噴燈，繼續(xù)通入一氧化碳氣體，直到玻璃管冷卻，防止高溫的鐵與空氣接觸，被再次氧化；同時可防止液體倒吸，炸裂玻璃管。(3)

尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，可以用收集或點燃的方法處理，以防污染大氣。知2－講CO“早出晚歸”，酒精噴燈“遲到早退”感悟新知特別提醒:1.石灰石的主要作用：將礦石中的二氧化硅轉化為爐渣而除去。2.工業(yè)煉鐵煉出的不是純鐵，而是主鐵；實驗室煉出的為純鐵。3.工業(yè)煉鐵的還原劑是CO，而不是焦炭。知2－講感悟新知二、工業(yè)煉鐵知2－講煉鐵原理在高溫條件下,利用高爐內反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來原料及作用鐵礦石(提供鐵元素)空氣(提供氧氣)焦炭:提供反應所需熱量，提供還原劑CO石灰石:使鐵礦石中的脈石轉變成爐渣而除去感悟新知知2－講主要設備高爐發(fā)生的有關化學反應(2)C+O2===CO2(3)C+CO2===2CO(1)3CO+Fe2O3

===2Fe+3CO2產品生鐵(含碳量為2%~4.3%并含少量磷和硫的鐵合金,不是純鐵)高溫點燃高溫感悟新知拓展視野：冶煉金屬的常用方法：1.電解法：適用于排在金屬活動性順序中鋁及其前面的較活潑金屬的冶煉。2.熱還原法：適用于位于金屬活動性順序中從Zn至Cu的冶煉，如：2CuO+C===2Cu+CO2↑，CuO+H2===Cu+H2O。3.熱分解法：適用于Ag、Hg等金屬的冶煉，如：2HgO====2Hg+O2

↑?！鳌鳌髦?－講知2－練感悟新知[中考·丹東]在實驗室里可以利用如圖2所示的裝置進行還原氧化鐵的實驗。(1)在點燃酒精噴燈前先通入一段時間一氧化碳的目的是_______________________________________。例2排盡裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸考向鐵的冶煉題型1一氧化碳還原氧化鐵實驗知2－練感悟新知(2)玻璃管中反應的化學方程式為__________________________。(3)裝置B的作用是_________________________。(4)實驗中還需補充的一個裝置C是___________________________________________________________。檢驗有無二氧化碳生成在右端導管用酒精燈點燃尾氣或用氣球收集尾氣Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫感悟新知解題秘方：了解實驗原理、實驗步驟、實驗現象及尾氣處理的目的是解題關鍵。解：(2)一氧化碳具有還原性，高溫下能與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳。(3)二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，裝置B的作用是檢驗有無二氧化碳生成。(4)一氧化碳有毒，直接排放到空氣中會污染環(huán)境，在右端導管用酒精燈點燃尾氣或用氣球收集尾氣。知2－練知2－練感悟新知[中考·成都]我國有著悠久的鋼鐵冶煉史，《天工開物》中記載的“炒鋼法”，其生產過程可用下圖表示。資料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②鐵的熔點是1535℃。根據圖文回答下列問題。例3題型2鋼鐵冶煉工藝知2－練感悟新知(1)常見的鐵礦石有赤鐵礦和____________(合理即可)。(2)不斷鼓入空氣的目的是______________。(3)煉鐵爐中生成鐵的化學方程式為_________________________________________________。磁鐵礦提高爐溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2(或Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2)高溫高溫知2－練感悟新知(4)撒入潮泥灰的主要作用是_______________________________________。不斷翻炒液態(tài)生鐵，是為了降低___________元素的含量。(5)鋼的性能優(yōu)良，如鋼的熔點比純鐵_____，易于加工。將鐵礦石中的二氧化硅轉化為爐渣而除去碳(或C)低感悟新知知2－練解題秘方：結合工藝流程，全面了解鋼鐵冶煉的原理及各原料的作用是解題的關鍵。解：(1)常見的鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦。(2)不斷鼓入空氣的目的是使碳與氧氣反應，提高爐溫。(3)高溫條件下氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2。高溫條件下四氧化三鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為Fe3O4+4CO====3Fe+4CO2；高溫高溫感悟新知(4)撒入潮泥灰的主要作用是將鐵礦石中的二氧化硅轉化為爐渣而除去，生鐵和鋼的主要區(qū)別是含碳量不同，不斷翻炒液態(tài)生鐵，使生鐵中碳與氧氣接觸反應生成二氧化碳，降低碳元素的含量。(5)合金的熔點一般低于組成它的純金屬，鋼的熔點比純鐵低，易于加工。知2－練感悟新知知識點31.化學方程式表示的各物質的質量關系是純凈物間的質量關系。實際生產中，原料和產物常為混合物，當已知量中含有雜質時，必須先將它們換算成純凈物的質量，再代入化學方程式進行計算。含雜質物質的化學方程式的計算知3－講感悟新知2.含雜質物質的有關化學方程式的計算步驟(1)將含雜質物質質量換算成純凈物的質量；(2)將純凈物質量代入化學方程式進行計算；(3)將計算得到的純凈物質量換算成含雜質物質的質量。知3－講感悟新知知3－講知識鏈接:計算時涉及的公式有：含雜質物質質量×純凈物質量分數÷純凈物質量分數純凈物質量；物質的純度=

×100%=1-雜質的質量分數。知3－練感悟新知[中考·青海]根據Fe3O4+4CO====3Fe+4CO2

的反應原理，工業(yè)上可用來冶煉鐵。現用100t含四氧化三鐵為46.4%的某鐵礦石冶煉金屬鐵。請完成下列問題，寫出必要的計算過程。(1)100t該鐵礦石中含四氧化三鐵的質量是多少？(2)理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少？例4考向含雜質物質的相關化學方程式的計算高溫知3－練感悟新知解：(1)鐵礦石中含四氧化三鐵的質量是100t×46.4%=46.4t。(2)方法一：設理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量是x。Fe3O4+4CO====3Fe+4CO223216846.4t96%·x

x=35t高溫知3－練感悟新知方法二：本題還可利用“守恒法”即化學反應前后元素的質量不變，根據化學式進行計算。即四氧化三鐵中所含鐵元素的質量等于煉制的生鐵中鐵元素的質量，則有：46.4t××100%÷96%=35t。答：(1)100t該鐵礦石中含四氧化三鐵的質量是46.4t；(2)理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量是35t。感悟新知解題秘方：

(1)根據混合物中某物質的質量＝混合物的質量×該物質的質量分數分析解答。(2)由四氧化三鐵的質量、生鐵中鐵的質量分數，根據化學方程式可以列式計算出煉出生鐵的質量。知3－練感悟新知知識點41.探究鐵制品銹蝕的條件金屬的銹蝕與防護知4－講試管1試管2試管3實驗裝置感悟新知金屬的銹蝕與防護知4－講試管1試管2試管3反應條件與O2、水接觸只與水接觸只與O2

接觸實驗現象鐵釘生銹鐵釘不生銹鐵釘不生銹實驗結論鐵生銹的條件是鐵和氧氣、水同時接觸感悟新知2.鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O，結構疏松，呈紅棕色。鐵制品生銹后，應及時清除鐵銹。3.防止鐵生銹的措施(1)

根據鋼鐵生銹的條件，防止鋼鐵生銹的基本思路是破壞其銹蝕的條件，使鐵制品隔絕氧氣和水。(2)在生產生活中防止鋼鐵生銹的方法主要包括：知4－講感悟新知知4－講干保持鋼鐵制品表面潔凈和干燥膜在鋼鐵表面覆蓋保護層，如在車、船的表面噴涂油漆，在機械表面涂油，在鐵制品表面燒制搪瓷等鍍在鋼鐵表面鍍一層耐腐蝕的金屬，如在鋼鐵表面鍍鋅、鍍鉻等烤用化學方法使鋼鐵表面形成致密的氧化膜，如鋸條上的烤藍等改加入其他金屬，改變金屬組成，如在鋼鐵中加入鎳制成不銹鋼，可以增強其耐腐蝕能力感悟新知知識拓展:1.鐵在與氧氣和水同時接觸時才能生銹，因此在設計實驗探究鐵生銹的條件時，可采用控制變量法，使鐵釘只與氧氣、只與水、與氧氣和水同時接觸，比較現象得出結論。知4－講感悟新知2.鐵制品表面的鐵銹應及時清除，而鋁“生銹”時表面形成的致密的氧化膜可以隔絕空氣，可防止金屬腐蝕，不能除去。3.鐵在食鹽水中生銹的速率會加快。4.破壞鐵生銹的任一條件即可防銹，如隔絕水或隔絕氧氣。知4－講知4－練感悟新知[中考·日照]如圖4是探究鐵釘銹蝕條件的4個實驗，一段時間后觀察現象。例5考向鐵生銹的條件及防銹措施題型1探究鐵生銹的條件知4－練感悟新知下列說法不正確的是(

)A.①中甲、乙、丙三處比較，生銹最明顯的地方是甲B.①②對比說明鐵生銹需要空氣，①③對比說明鐵生銹需要水C.③中附著在棉花上的氯化鈣的作用是作干燥劑D.四個實驗中，生銹最快的是④中的鐵釘A感悟新知解題秘方：根據鐵生銹的條件(與O2、H2O同時接觸)，運用控制變量法對照實驗條件分析得出結論。解：①中的鐵釘與氧氣和水同時接觸，特別是乙處，所以①中鐵釘生銹，乙處生銹最明顯，A錯誤；②中鐵釘只與水接觸，不易生銹，③中氯化鈣吸收空氣中的水分，鐵釘只與氧氣接觸，未生銹，C正確；①②對比說明鐵生銹需要氧氣，①③對比說明鐵生銹需要水，B正確；④是往水中通入氧氣，使鐵釘與氧氣和水充分接觸，所以生銹最快，D正確。知4－練知4－練感悟新知[中考·柳州]柳州市被稱為“橋梁博物館”，剛建成的鳳凰嶺大橋成了“橋梁博物館”的新成員，大橋的橋體使用了大量的金屬材料。下列對橋梁中使用的金屬材料保護措施不正確的是(

)A.經常用濃鹽酸清洗金屬材料B.在金屬材料表面刷油漆C.在金屬材料表面鍍保護層D.改變金屬內部結構制成防腐合金例6A題型2防止鐵生銹的方法感悟新知解題秘方：破壞鐵生銹的條件(使鐵與O2

或H2O隔絕)即可防止鐵生銹。解：大橋的橋體使用的金屬(主要是鐵)能與濃鹽酸反應，經常用濃鹽酸清洗金屬材料，