第八单元课题3金属资源的利用和保护第二课时

请同学们观察课本P14页“在地壳中的含量”排在前两位的是_____、_______。铝铁请同学们观察课本P15页常见的矿石赤铁矿（主要成分是Fe2O3)主要成分Fe3O4磁铁矿金属在自然界的存在方式：单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。赤铁矿[FeO]黄铁矿[FeS2]菱铁矿[FeCO3]]铝士矿[Al2O3]黄铜矿[CuFeS2]辉铜矿[Cu2S]矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。铁矿石铁在地壳中，矿物常与岩石混合共存在一起，形成矿石提问：那么矿石是如何变成金属的？铁的冶炼早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1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2、我国现代炼铁（高炉炼铁）。1、我国古代炼铁（生熟炼铁炉）。一、铁的冶炼工业炼铁的原理：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里还原出来。工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石等。工业炼铁的设备：高炉。焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。铁矿石：提供铁元素。石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气2.设备：高炉3.反应原理：C＋O2CO2CO2＋C2COFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2CaCO3CaO＋CO2↑CaO＋SiO2CaSiO3高温高温高温高温点燃工业炼铁1.实验前检查装置气密性2.先通一氧化碳一段时间，再点燃酒精喷灯（防爆炸）3.实验结束继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却，再熄灭酒精灯（防氧化和倒吸）4.要有尾气处理装置一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。前者颠倒易爆炸，后者颠倒被氧化和倒吸。在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，当用酒精喷灯给氧化铁加热一段时间后，我们将看到固体由____色变成____色，这时氧化铁变成____，实验中石灰水会变_________，用酒精灯点燃尾气的作用是_____________________。红黑铁白色浑浊防止一氧化碳污染空气请写出相关的化学方程式：________________________________________________________Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2OFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温我们试一下实验室：一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3]现象：红色粉末变成黑色，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温澄清的石灰水变浑浊。CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O用酒精灯点燃尾气的作用：防止CO污染空气2CO+O22CO2点燃课题3金属资源的利用和保护2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。1）写出图中标有序号的仪器名称①，②。2)实验过程中，先要进行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）．加热Ⅱ．通一氧化碳3)A中反应的化学方程式是。中反应的化学方程式是，中观察到的现象是_______________。4)该装置的不足之处是。铁架台试管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水变浑浊①②尾气处理装置：可将上述装置除尾气的部分，改成用气球或方便袋收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气体可重复利用把尾气烧掉，防止污染空气反应物或生成物是混合物必须进行换算，换算方法如下：混合物质量×质量分数÷质量分数纯净物质量例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少t？有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量：1000t×80%=800t设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO2Fe+3CO2高温1602×56800tX160X2×56800tX=560t折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t答：1000t可炼出生铁为583t。请用另一种方法试一试：（化学式法）解：1000t×80%×2×56÷160÷96%=583t练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？Fe3O4+4CO3Fe+4CO2高温解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为X2323×56X·90％2000t×(1-3%)2323×56X·90％2000t×(1-3%)X=2977t答：磁铁矿石的质量为2977t。第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护第二课时P18~21为什么要保护金属资源？二、金属资源保护保护金属资源的原因：⑴每年大量开采(数以亿吨计)⑵每年大量的金属被腐蚀(相当于年产量的20%~40%)P171.金属的腐蚀和防护人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的四分之一！如何防锈？——a.在干燥空气中b.浸没在水中c.半截浸没在水中铁的生锈过程哪种条件下,铁最易生锈?为什么?不易锈(有水无O2)不生锈(有O2无水)在水与空气的交界面最易生锈————植物油abc请思考：用橡皮塞塞紧管口（有水和Ｏ铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。铁锈的成份很复杂,主要为氧化铁Fe2O3·XH2O。(Fe2O3·XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀。)铁生锈的条件：⑴要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；铁制品锈蚀的条件:⑵反应物要能相互接触；⑶生成物不会对反应起阻碍作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3·XH2O(缓慢氧化)防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可)：P20表1.保持铁制品表面的洁净和干燥。2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上耐腐蚀的金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与空气隔绝。3.制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。⑴三角架：⑵钢线(辐条）：⑷链条：刷漆镀一层耐腐蚀的金属涂油等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？讨论：⑶钢圈：图8-25据估计一些矿物可供开采的年限2.金属资源保护⑴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。下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu约6000年前约200年前约600年前约2500年前⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是。①铝的密度小②铝很活泼③地壳中铝的含量高④铝的表面易生成致密的保护膜②①④2、怎样保护金属资源呢?⑴防止金属的腐蚀。⑵金属的回收与利用。⑶有计划,合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿。⑷寻找金属代用品。如以塑代钢。图8-26金属的回收利用回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源。目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利用。反馈练习1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是（）A.在潮湿、致密的土壤中B.在干燥、致密的土壤中C.在潮湿、疏松的土壤中D.在干燥、疏松的土壤中2.某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分B.水面附近的船体部分C.水面下的船底部分D.各部分都一样速度生锈3.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（）①在铁制品表面镀锌②在铁制品表面涂油脂③保留铁件表面的铁锈作保护层④在铁器表面刷油漆⑤自行车脏了用清水冲洗⑥用废酸液冲洗铁制污水管道⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A.②⑤B.③⑤⑥C.①③⑦D.②⑥⑦B本单元小结：一、金属和金属材料金属与非金属物理性质的比较：物理性质金属非金属状态在常温下，除汞(Hg)是液体外，其余都是固体在常温下，有固、液、气三态密度一般较大一般较小光泽有一般无导电性导热性能导电、导热一般不导电、不导热延展性有没有2.金属材料包括纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。二、金属的化学性质1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应的难易和剧烈程度不同。)以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。，。Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑2Al+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2↑3Fe+2O2Fe3O4点燃4Al+3O22Al2O3点燃2Cu+O22CuO△Cu+H2SO4→不反应2.由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。例如如果用A+B→C来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。置换反应：A+BC→B+AC分解反应：AB→A+B，。Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu3.常见金属活动性顺序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性，由强逐渐减弱举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：。。⑴只有排在H前面的才能置换酸中的氢。⑵只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来。(KCaNa特殊、反应复杂)三、金属资源保护3CO+Fe2O32Fe+3CO2；====高温1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：在实际生产时,还会遇到有关杂质的计算问题。2.铁锈蚀的主要条件以及防止铁锈蚀的主要措施是：铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物,以及寻找金属代用品等。3.保护金属资源的有效途径是：列比例时，一定要用纯量。m(纯)=m(不纯)×纯度