1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护A B C 教学目标教学目标1 1、知道一些常见金属的矿物，了解冶炼铁、知道一些常见金属的矿物，了解冶炼铁的原理和方法的原理和方法2.2.能根据化学方程式对含有杂质的反应物或能根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行相关计算生成物进行相关计算 铁的冶炼和不纯物的计算铁的冶炼和不纯物的计算一、金属在自然界中的存在形式：一、金属在自然界中的存在形式：阅读教材阅读教材p1415内容，回答下列问题：内容，回答下列问题：(1)多数金属元素在自然界中主要以什么形式存在？金、多数金属元素在自然界中主要以
2、什么形式存在？金、银在自然界里以什么形式存在？金属元素在自然界中的存银在自然界里以什么形式存在？金属元素在自然界中的存在形式跟什么有关？在形式跟什么有关？（2）说出下列金属矿物的主要成分并写出化学式：）说出下列金属矿物的主要成分并写出化学式：赤铁矿赤铁矿_，磁铁矿，磁铁矿_ 铝土矿铝土矿_，辉铜矿，辉铜矿_.菱铁矿菱铁矿_，黄铜矿黄铜矿_。氧化铁氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁四氧化三铁(Fe3O4)氧化铝氧化铝(Al2O3)硫化亚铜硫化亚铜(Cu2S)新课学习新课学习碳酸亚铁碳酸亚铁(FeCO3)主要成分主要成分CuFeS2)一、金属在自然界中的存在形式：一、金属在自然界中的存在形式：(1)金
3、属元素在自然界中存在的形式：金属元素在自然界中存在的形式：新课学习新课学习化合态化合态(以化合物形式存在以化合物形式存在多数金属多数金属)游离态游离态(以单质形式存在以单质形式存在少数不活泼金属少数不活泼金属)自然自然界中界中的单的单质银质银自然自然界中界中的单的单质金质金铜矿石铜矿石铝矿石铝矿石铁铁矿矿石石一、金属在自然界中的存在形式：一、金属在自然界中的存在形式：（2）常见的一些矿石：）常见的一些矿石：赤铁矿赤铁矿(氧化铁氧化铁 Fe2O3)赤铁矿赤铁矿(四氧化三铁四氧化三铁(Fe3O4)铝土矿铝土矿(氧化铝氧化铝Al2O3)辉铜矿辉铜矿(硫化亚铜硫化亚铜Cu2S)新课学习新课学习 菱铁矿
4、菱铁矿(碳酸亚铁碳酸亚铁(FeCO3)黄铜矿黄铜矿（CuFeS2)(1).冶炼铁的原理是利用还原剂冶炼铁的原理是利用还原剂_与与_反应。化反应。化学方程式为学方程式为_.二二.铁的冶炼：铁的冶炼：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温1.阅读教材阅读教材P15P16内容，完成下列问题：内容，完成下列问题：COFe2O3(2).根据如图装置，回答下列问题：根据如图装置，回答下列问题：装置装置A中的现象是中的现象是_,B中中的现象是的现象是_,尾气用火烧掉的原尾气用火烧掉的原因是因是_.Fe2O3石灰石灰水水(3).工业上冶炼生铁的原料工业上冶炼生铁的原料有有_.(4).工业冶炼生铁的设备是
5、工业冶炼生铁的设备是_。红色固体变为黑色红色固体变为黑色灰石水变浑浊灰石水变浑浊防止剩余防止剩余CO污染空气污染空气铁矿石铁矿石 焦炭焦炭 石灰石石灰石高炉高炉Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温2、工业冶炼铁的原理、工业冶炼铁的原理铁矿石包括赤铁矿铁矿石包括赤铁矿(主要成分主要成分Fe2O3)和磁铁矿和磁铁矿(主要成分主要成分Fe3O4)Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2高温高温(2)工业上冶炼出来的是生铁工业上冶炼出来的是生铁不是纯铁。不是纯铁。(3)加入石灰石的作用是将杂加入石灰石的作用是将杂质变为炉渣除掉。质变为炉渣除掉。(1)上述原理中上述原理中CO是是_剂。剂。还原还原阅
6、读教材阅读教材P17P17金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护,思考并回答下列问题：思考并回答下列问题：二、金属资源保护二、金属资源保护每年大量开采每年大量开采(数以亿吨计数以亿吨计)每年大量的金属被腐蚀每年大量的金属被腐蚀(相当于年产量的相当于年产量的20%40%)20%40%)(1)(1)为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？(2)(2)铁制品生锈的过程实际上是铁在空气中与铁制品生锈的过程实际上是铁在空气中与_、_等发生化学反应的过程。因此铁生锈的条件是等发生化学反应的过程。因此铁生锈的条件是_。(3)(3)铝为什么比铁抗腐蚀性能强？铝为什么比铁抗腐蚀性能强？氧气氧气水水铁必须与氧气、水同时
7、接触才会生锈。铁必须与氧气、水同时接触才会生锈。铝与氧气反应生成了致密的氧化膜，保护了里层的铝与氧气反应生成了致密的氧化膜，保护了里层的铝不与氧气反应。而铁表面生成的铁锈疏松，不能阻铝不与氧气反应。而铁表面生成的铁锈疏松，不能阻止里层的铁与氧气反应。止里层的铁与氧气反应。(4)(4)怎样防止铁生锈？怎样防止铁生锈？二、金属资源保护二、金属资源保护不生锈不生锈不生锈不生锈与水和氧气接触与水和氧气接触 探究实验探究实验A试管：试管：_，原因是，原因是_.B试管：试管：_,原因是原因是_。C试管试管:_，原因是，原因是_。观察下列试管中的铁钉是否生锈。观察下列试管中的铁钉是否生锈。铁生锈的条件铁生锈
8、的条件A B C生锈生锈只与氧气接触，没有水只与氧气接触，没有水只与水接触，没有氧气只与水接触，没有氧气注明注明：所用的：所用的水为蒸馏水水为蒸馏水铁锈主要成分为铁锈主要成分为 ：FeFe2 2O O3 3 XH XH2 2O O，红色，疏松易，红色，疏松易吸水吸水，不能形成有效保护层，如不及时除去，会加，不能形成有效保护层，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。铁生锈属于缓慢氧化铁生锈属于缓慢氧化（2）如何防止铁生锈？）如何防止铁生锈？保持铁制品表面的洁净和干燥。保持铁制品表面的洁净和干燥。.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上在铁制品表面涂油、刷漆、
9、搪瓷、镀上 耐腐蚀耐腐蚀的的 金属、烤蓝（金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层即表面生成致密的氧化膜保护层），），使铁制品与空气隔绝。使铁制品与空气隔绝。制成耐腐蚀的合金。制成耐腐蚀的合金。1、铁生锈的条件：、铁生锈的条件：与空气接触（有与空气接触（有氧气）氧气）与水接触与水接触。注意：注意：三角架：三角架：钢线钢线(辐条）：辐条）：链条：链条：刷漆刷漆镀一层耐镀一层耐腐蚀的金腐蚀的金属属涂油等涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：3.3.金属资源保护金属资源保护 阅读教材阅
10、读教材P1819P1819内容，回答下列问题：内容，回答下列问题：为什么要保护金属资源？为什么要保护金属资源？矿物的储量是有限的，而且不能再生。矿物的储量是有限的，而且不能再生。（2 2）怎样保护金属资源呢）怎样保护金属资源呢?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。巩固练习巩固练习1、下列几种矿石中，主要要成分属于氧化物的是、下列几种矿石中，主要要成分属于氧化物的是A 黄铁矿（主要成分是黄铁矿（主要成分是FeSFeS）B 菱铁矿（主要成分是菱铁矿（主要成分是FeFeCOCO3 3）C 铝土矿
11、（主要成分是铝土矿（主要成分是Al2O3）D 辉铜矿（主要成分是辉铜矿（主要成分是Cu2S）2、在高温下能将氧化铁还原为单质铁的化合物是、在高温下能将氧化铁还原为单质铁的化合物是 A O2 B C C CO2 D CO3、光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是、光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是4.4.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是 A.A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中 B.B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中 C.C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中 D.D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松
12、的土壤中 5.5.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()A.A.水面上的船头部分水面上的船头部分 B.B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分 C.C.水面下的船底部分水面下的船底部分 D.D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈6.6.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是（下列做法中不能起防锈作用的是（）在铁制品表面镀锌在铁制品表面镀锌(锌表面能形成致密氧化膜）锌表面能形成致密氧化膜）在铁制品表面涂油脂在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁
13、器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A.A.B.B.C.C.D.D.B7.我国古代将炉甘石我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜、赤铜(Cu2O)和木和木炭粉混合后加热到约炭粉混合后加热到约800,得到一种外观像金得到一种外观像金子的锌和铜的合金子的锌和铜的合金,试写出反应的化学方程式。试写出反应的化学方程式。（提示：提示：ZnCO3加热可分解为加热可分解为ZnO）高温高温 ZnCO3=ZnO+CO2 高温高温 2ZnO+C=2Zn+CO2 高温高温 2C
14、u2O+C=4Cu+CO2二、含杂质的物质的化学方程式的计算：二、含杂质的物质的化学方程式的计算：例：用例：用1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁可以炼出含铁96%的生铁的质量多少？的生铁的质量多少？解释：解释：1000t赤铁矿石中含氧化铁质量多少？赤铁矿石中含氧化铁质量多少？氧化铁的质量：氧化铁的质量：1000t 80%800t800t氧化铁可炼出铁的质量多少？氧化铁可炼出铁的质量多少？设可炼出铁的质量为设可炼出铁的质量为x.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温160 112 800t x160 112 800t x=x=560t 560t
15、铁相当于含铁铁相当于含铁96%的生铁质量多少？的生铁质量多少？560t96%=583t1、化学方程式中化学式下面的量一定是纯量。、化学方程式中化学式下面的量一定是纯量。u进行有关不纯物质的计算时要注意以下事项：进行有关不纯物质的计算时要注意以下事项：m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度2、计算时一定要将不纯物质的质量转化成纯净物的、计算时一定要将不纯物质的质量转化成纯净物的质量。质量。1.用用580t含氧化铁含氧化铁80%的磁铁矿石，理论上可以炼的磁铁矿石，理论上可以炼 出含铁出含铁97%的生铁的质量多少？的生铁的质量多少？(精确到精确到0.1）解解：（1）58
16、0t磁铁矿石中含氧化铁的质量为磁铁矿石中含氧化铁的质量为580t 80%=464t80%=464t（2）设设464t氧化铁可炼出铁的质量为氧化铁可炼出铁的质量为x Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2高温高温168x232464t=x=336t232 168464t x（3）可炼含铁）可炼含铁96%的生铁：的生铁：336t97%=346.4t答：答：580t磁铁矿可炼出铁的质量为磁铁矿可炼出铁的质量为346.4t解解：（1）1000t生铁中含铁的质量为生铁中含铁的质量为1000t(1-2%)(1-2%)=980t=980t（2）设氧化铁的质量为设氧化铁的质量为x Fe2O3+3CO=2Fe+3
17、CO2高温高温112980160 x=x=1400t160 112x 980t（3）赤铁矿石的质量为：）赤铁矿石的质量为：1400t80%=1750t答：需要含答：需要含Fe2O380%的赤铁矿石的赤铁矿石1750t.2.冶炼冶炼1000t含杂质含杂质2%的生铁，需要含的生铁，需要含Fe2O3含含80%的赤铁矿石的质量多少？的赤铁矿石的质量多少？3、在实验室用一氧化碳还原在实验室用一氧化碳还原2.0g赤铁矿样品，反应后赤铁矿样品，反应后生成的二氧化碳跟足量的澄清石灰水反应，生成了生成的二氧化碳跟足量的澄清石灰水反应，生成了3.0g白色沉淀求赤铁矿样品中白色沉淀求赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数的质量分数解解:设反应产生设反应产生CO2的质量为的质量为xCO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O44 100 x 3.0g Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 160 132 y 1.32g答：赤铁矿样品中氧化答：赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为铁的质量分数为80%。x=1.32g1003g 44 x=y=1.6g 1321.32g 160y=1.6g2.0g100%=80%氧化铁的质量分数为氧化铁的质量分数为设赤铁矿样品中的设赤铁矿样品中的Fe2O3的质量为的质量为y作业 教材P21 5 6 精练作业对应练习
