人教版化学9年级下册第8单元课题3《金属资源的利用和保护》市公开课一等奖课件.ppt

1、知识与技能知识与技能1知道一些常见的金属知道一些常见的金属(如铁、铝、铜如铁、铝、铜)等矿物等矿物，了解从铁矿石中将铁还原了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。出来的方法。2会根据化学方程式对反应物或生成物中含有的某些杂质进行计算。会根据化学方程式对反应物或生成物中含有的某些杂质进行计算。过程与方法过程与方法通过收集资料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动通过收集资料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动，培养学生良好的学培养学生良好的学习习惯和学习方法。习习惯和学习方法。情感、态度与价值观情感、态度与价值观使学生体会学习化学的价值；保持和增强对生活中化学现象的好奇心和探使学生体会学习化学的价值；保持和

2、增强对生活中化学现象的好奇心和探究欲究欲，培养学生学习化学的兴趣。培养学生学习化学的兴趣。人类生活离不开金属人类生活离不开金属我我国国渤渤、黄黄、东东、南南海海、海海水水所所含含主主要要化化学学元元素素元元素素名名称称元元素素总总量量/t元元素素名名称称元元素素总总量量/t元元素素名名称称元元素素总总量量/t氧氧3.351015钾钾0.11013铜铜1.1107氢氢0.41015溴溴2.51011镍镍0.8107氯氯7.21013氟氟0.51010铝铝0.8107钠钠4.01013磷磷2.7108锰锰0.8107镁镁0.51013碘碘2.3108钛钛0.4107硫硫0.31013铁铁0.410

3、8银银1.4105钙钙0.21013锡锡1.1107金金1.5104金属元素在地壳中的含量元素名称元素名称质量分数质量分数/%元素名称元素名称质量分数质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K）2.47金（Au）0.0000005金属元素在自然界中的存在金属元素在自然界中的存在 除少数不活泼的金属如除少数不活泼的金属如金、银金、银等有等有单质单质形式形式存在外存在外,其余都以其余都以化合物形式化合物形式存在存在赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿铝铝土土矿矿黄铜矿黄

4、铜矿辉铜矿辉铜矿Fe2O3在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成矿石矿石 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O 我国是世界上已知矿物种类比较我国是世界上已知矿物种类比较齐全齐全的少数的少数国家这一，矿物储量也很国家这一，矿物储量也很丰富丰富，其中，其中钨、钼、钨、钼、钛、锡、锑钛、锡、锑等储量居世界前列，等储量居世界前列，铜、铝、锰铜、铝、锰等等储量在世界上也占有重要地位。储量在世界上也占有重要地位。大自然向人类提供了丰富的大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源金属矿物资源，人类每年要提炼数以人类每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计

5、的金属用于工农业用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁铁。早在早在春秋战国春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉 为纪念为纪念19961996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1 1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票现象：现象：红色红色粉末变粉末变成成黑色黑色，澄清的石，澄清的石灰水变浑浊。灰水变浑浊。点燃尾气有点燃尾气有蓝色蓝色火火焰焰一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁Fe2O3

6、 +3CO 2Fe +3CO2用酒精灯点燃尾气的用酒精灯点燃尾气的作用是作用是防止防止一氧化碳污染空气一氧化碳污染空气铁的冶炼：铁的冶炼：铁的冶炼铁的冶炼为什么为什么应用了应用了CO的什么性质的什么性质（通点熄停）现象现象现象现象现象现象方程式方程式方程式方程式方程式方程式 先通后点的原因是防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。原因是：防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。先通先通CO后点灯后点灯先熄灭酒精灯后停止通先熄灭酒精灯后停止通CO实验室模拟冶炼的实验装置实验室模拟冶炼的实验装置上述装置的尾气处理方法，还可以如何改进呢？上

7、述装置的尾气处理方法，还可以如何改进呢？把尾气烧掉，防把尾气烧掉，防止污染空气止污染空气改用气球或气囊收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气体改用气球或气囊收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气体可重复利用可重复利用磁铁矿磁铁矿（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤铁矿赤铁矿（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）黄铁矿（黄铁矿（主要成分主要成分FeSFeS2 2）菱铁矿（菱铁矿（主要成分主要成分FeCOFeCO3 3）想一想想一想：假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？除了焦炭和一氧化碳可以还

8、原出铁来除了焦炭和一氧化碳可以还原出铁来 ，氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？氢气也可以。你准备选用哪种物质来炼铁？70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O4在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气化学方程式化学方程式：铁的冶炼：铁的冶炼：铁矿石铁矿石焦炭焦炭热空气热空气炉渣出口炉渣出口生生

9、铁铁出出口口石灰石石灰石4CO+Fe3O4=4CO2+3Fe高温原料：铁矿石原料：铁矿石.焦炭焦炭.石灰石石灰石进风口进风口（热空气）（热空气）出铁口出铁口出渣口出渣口高高炉炉气气体体（2）高炉反应原理：）高炉反应原理：3CO+Fe2O3=3CO2+2FeCO2+C=2COC+O2=CO2高温高温高温高温点燃点燃 在高温下，利用焦在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里氧化碳把铁从铁矿石里还原还原出来。出来。炼钢？炼钢？CO将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣转变为炉渣点燃点燃 C+O2 =2CO2高温高温 C+CO2=2CO（FeFe2

10、2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出渣口出渣口 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温高炉气体高炉气体高炉气体高炉气体 产生一氧化碳产生一氧化碳 提供热量提供热量涉及到杂质问题的计算：涉及到杂质问题的计算：化学方程式所表达的都是纯净物发生化学变化时化学方程式所表达的都是纯净物发生化学变化时的相互关系在实际生产中，所用的原料或产物一般的相互关系在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。当参与反应的物质含杂质时，应先杂质的计算问题。当参与反应的物质含杂质时，应先要把含杂质物质的质量换

11、算成纯净物的质量，再进行要把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量，再进行计算计算 纯物质质量不纯物质总量纯物质质量不纯物质总量纯物质所占质量分数纯物质所占质量分数 例题：用例题：用1000 t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论上可以的赤铁矿石，理论上可以 炼出含铁炼出含铁96的生铁多少的生铁多少 吨吨?解：设理论上可以炼出含铁解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为x160 1121000t80 x96%160 256 1000t80 x96%=583.3 t答：答：理论上可以炼出含铁理论上可以炼出含铁96的生铁的生铁583.3 t。3CO +Fe2O3 =3CO2 +2Fe

12、高温高温X有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算练习：练习：要炼出含杂质要炼出含杂质3%3%的的生铁生铁20002000吨，需要含四氧吨，需要含四氧化三铁质量分数为化三铁质量分数为90%90%的的磁铁矿石多少？磁铁矿石多少？解：铁的质量解：铁的质量：2000t(1-3%)=1940t设：可炼出四氧化三铁的质量为设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO =3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高温高温 232 x x=2679.0t 168 1940t=折合为磁铁矿石质量折合为磁铁矿石质量2679.0t90%=2976.7t答：磁铁矿石的质量为答：磁铁矿石的质量为2976.7t。

13、例例4 4、某钢铁厂每天需要消耗、某钢铁厂每天需要消耗1000t1000t含氧化铁含氧化铁80%80%的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含的赤铁矿石，该厂理论上每天可以炼出含铁铁96%96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解解1:1:设每天可炼出的设每天可炼出的生铁生铁质量为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2 160 112 160 112 1000t 1000t80%80%X X96%96%160 112 160 112 800t 800t X X96%96%X=X=560t560t答：略答：略高温高温解解2:2:设每天以炼出的设每天

14、以炼出的铁铁质量为质量为X X Fe Fe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2 160 112 160 112 1000t X 1000t X 160 112 160 112 1000t X 1000t X X=700t X=700t答：略答：略高温高温80%800t537.6t537.6t生铁的质量生铁的质量=537.6t537.6t96%96%=560t560t练习：练习：1、某钢铁厂每天需消耗、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁含氧化铁76的赤铁矿石，的赤铁矿石，该厂理论上可以日产该厂理论上可以日产Fe98的生铁多少的生铁多少t?焦炭焦炭 A B铁铁

15、 高温高温过量空气过量空气 高温高温 焦炭焦炭 高温高温赤铁矿石赤铁矿石某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有某炼铁厂用于炼铁的主要原料是赤铁矿石（主要含有FeFe2 2O O3 3 ）、焦炭、空气等，主要反应过程如下）、焦炭、空气等，主要反应过程如下图示：图示：炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。炼铁厂用于炼铁的主要设备是：。在上述框图中在上述框图中A、B所对应的有关反应生成物的化所对应的有关反应生成物的化学式分别是：、学式分别是：、。写出上述反应的化学方程式。写出上述反应的化学方程式。；在此过程中，焦炭的作用是在此过程中，焦炭的作用是、。高炉高炉一氧化碳一氧化碳点燃点燃C+O2 =CO2

16、高温高温C+CO2 =2COFe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温产生一氧化碳产生一氧化碳提供热量提供热量二氧化碳二氧化碳学习了本课后，你有哪些收获和感想？学习了本课后，你有哪些收获和感想？告诉大家好吗？告诉大家好吗？2 2、铁的冶炼、铁的冶炼3 3、有关杂质问题的计算、有关杂质问题的计算1 1、金属元素在自然界中的存在、金属元素在自然界中的存在铁的工业冶炼铁的工业冶炼:高炉炼铁高炉炼铁实验探究实验探究:一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁 纯净物的质量纯净物的质量物质的纯度物质的纯度=100%不纯物的总质量不纯物的总质量 2 2、金属资源、金属资源 保护途径保护途径1 1、铁的腐蚀、铁的腐蚀 和防护和防护生锈条件：同时与生锈条件：同时与O O2 2和和H H2 2O O接接铁的保护措施铁的保护措施防止金属的腐蚀防止金属的腐蚀回收利用废旧金属回收利用废旧金属合理有效地开采矿物合理有效地开采矿物寻找金属的代用品寻找金属的代用品制成合金制成合金加保护层加保护层改善腐蚀环境改善腐蚀环境光读书不思考也许能使平庸之辈知识光读书不思考也许能使平庸之辈知识丰富，但它决不能使他们头脑清醒。丰富，但它决不能使他们头脑清醒。约约诺里斯诺里斯