人教初中化学九下《8课题3金属资源的利用和保护》PPT课件 (3)

通过学习你有什么收获？
?
小结
• 铁生锈的主要条件是与空 气和水（或水蒸气）直接 接触。
• 破坏铁生锈的条件就能防 止铁生锈。
• 防止铁生锈的方法为： 保持铁制品表面干燥和洁 净
在铁制品表面刷油漆、涂 油、镀铬、 “烤蓝” 等
制成合金钢
• 保护金属资源的有效 途径是： 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理有效的开采矿物 寻找金属的代用品 物尽其用
你知道吗？
据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新 饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和 95%的能源。1t废钢铁回炉冶炼可炼成近1t的钢， 跟用铁矿石冶炼比，能节约11t煤和铁矿石，减少 污染空气的悬浮微粒11kg。目前世界上已有50% 以上的铁的90%以上的金得到了回收利用。
讨论
废弃金属的回收有什么意义？
x=2976.7t
答：略。
本课小结
1. 炼铁的主要反应原理是什么?分别写出用赤 铁矿,磁铁矿炼铁的化学反应方程式.
在高温下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁氧 化物里还原出来
高温
FFee23OO34++34CCOO高====温==32FFee++43CCOO22
诊断补偿，点击中考
一、选择题：请将唯一正确答案代量填入下列空格内 1 人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是
能起防锈作用的是
（ B）
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在铁制品表面刷油漆⑤自
行车脏了用清水洗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、②⑤ B、③⑤⑥ C、①③⑦ D、②⑥⑦
课堂评价练习
二、填空题
下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸 ②废 电池 ③废弃橡胶、塑料制品 ④易拉罐饮料 瓶 ⑤废弃电线 ⑥破旧铁锅、铝壶 ⑦变质剩 饭菜 ⑧瓜皮果壳 ⑨废弃玻璃物品等，其中 可回收利用的有＿＿＿①＿②＿③＿④⑤＿⑥＿⑨。回收利 用与保护金属资源的相关联的是②＿④＿⑤＿⑥。
另一方面，据有关资料报道，现在世界上 每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年 产量的20% ~ 40%。
所以，防止金属腐蚀已成为科学研究和技 术领域中的重大问题。
虽然人们采取了许多措施，但一年
全世界因生锈而损失的铁约占世界年
产量的四分之一！！
校园里在很多的设施都是用铁制成，如：
被腐蚀的铁 跟原来有什 么不同?
高溫 (加快化学反应速度)
经刮擦或凹凸扭曲 表面(增加接触面)
与活泼性较低金属 接触（置换反应)
加快生锈 速度
四、金属资源保护
1、金属的腐蚀和防护 （1）铁制品锈蚀条件的探究
▪ 在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。 ▪ 铁锈的主要成分是Fe2O3 ·xH2O，且很疏松。
（2）铁制品的防护措施
防止铁生锈的原理
二、铁的冶炼
上海宝山钢铁公司炼铁高炉
为纪念1996年中国钢产产量突破1亿吨而发行的邮票
• Fe2O3 ?
Fe
1、加热氧化铁使其分解。 2、使用氢气、碳、一氧化碳等还原剂夺去氧化铁中的氧。
从成本等各方面讨论使用 哪种方法、哪种试剂更合适？
一氧化碳还原氧化铁
实验室原理
现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变 浑浊。 点燃尾气有蓝色火焰
在高温下，利用炉内反应 生成的一氧化碳将铁从铁 矿石里还原出来。
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
主要设备
高炉
产品
生铁
原料中各种物质的作用是
• 焦炭： 提供热量，产生一氧化碳 • 石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为
炉渣 铁矿石：提供铁元素
炼钢的过程中可能发生的反应
点燃
产生还原剂 C+O2=== CO2
诊断补偿，点击中考
1、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是 （ C）
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、下列物品需采用防锈措施的是（A ）
A铁制防盗网 B不锈钢菜刀 C铝合金窗 D、金戒指
3、日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不
高温
CO2 +C ===2CO
形成生铁
高温
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
三、有关杂质问题的计算
在实际生产时,所用的原料或产物一般 都含有杂质,在计算用料时和产量时, 应考虑到杂质问题
纯物质的质量= 不纯物质的质量×纯物质的质量分数（纯度）
例1：有300 t含碳酸钙80％的石灰石，理论上 可以锻烧出生石灰（CaO）多少t ?（Ca：40 C：12 O：16）
（C） A、炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁 B、钢是很纯的铁
C、生铁是含少量碳的铁合金 D、被腐蚀的铁制品属于不可回收的垃圾
2 铁是人类生活中重要的一种材料，工业上可用如下化学反应制得铁， Fe2O3+3CO ＝2Fe+3CO2，该反应中，发生还原反应的物质是（ A ）
A、Fe2O3 B、CO
C、Fe
D、CO2
3 做一氧化碳还原氧化铁的实验后，清洗试管壁上留下的黑色物质时可
选用的方法是（ C ）
A、用大量水边冲边洗
B、用试管刷左右、上下猛烈刷
C、用盐酸或稀硫酸清洗后再用水冲
D、用肥皂粉清洗后再用水冲洗
作业：
四、金属资源保护
一方面，人类每年要向自然界索取大量的 金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。
自行车支架、链条、钢 圈分别采用了什么 防锈措施？
支架除了防锈还需要美观，一般用喷漆的方法。 链条最易磨损，常常涂上润滑油的方法来防锈。
钢圈要求美观耐磨，常镀上耐磨的金属铬。
四、金属资源保护
矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的 储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可 供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些 国家的金属储备量和金属的回收利用等）。
解：m(CaCO3)=300t×80%=240t 设可以锻烧出CaO的质量为x
高温
CaCO3===CaO+CO2↑
100
56
240t
X
100 240t
=
56 X
X=133.4t 答:可以生成氧化钙133.4t
例2：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论 上可以 炼出含铁96％的生铁多t ?
解：氧化铁的质量=1000t×80%=800t
一氧化碳还原氧化铁
化学方程式：
高温
Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2
反应原理：在高温条件下，利用炉内反应生 成的一氧化碳将铁从铁矿石里还原出来
石灰水的作用：检验生成的二氧化碳
方程式：CO2+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+H2O
用酒精灯点燃尾气的作用是：
防止一氧化碳污染空气
点燃
2CO+O2===2CO2
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少 数国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、 钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等 储量在世界观上也占有重要志地位。
大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源， 人类每年要提炼数以亿吨计的金属用于工农业 生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁。
人类使用铁的历史可以追溯到四千 五百多年以前，不过那时的铁是从太空 掉下的陨铁（其中含铁90％以上）。 我国在商代就开始用铁，在河北、北京、 河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁 刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘 肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑， 这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。
如：铜
铝
辉铜矿（主要成 分是Cu2S）
黄铜矿（主要 铝土矿（主要成 是CuFeS2） 分是Al2O3）

记忆：
矿石 赤铁矿 黄铁矿 磁铁矿 菱铁矿 主要成分 Fe2O3 FeS2 Fe3O4 FeCO3
矿石 黄铜矿 辉铜矿 孔雀石 铝土矿 主要成分 CuFeS2 Cu2S Cu2（OH）2CO3 Al2O3
❖ 可节约金属资源 ❖ 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废
弃金属并再利用可节约能源
❖ 降低金属制品的生产成本，可方便人们
得到物美价廉的金属制品
❖ 可减少金属对环境的污染
四、金属资源保护
2、金属资源保护 怎样保护金属资源？ （1）防止金属腐蚀 （2）回收和利用废旧金属 （3）计划、合理开采矿物 （4）寻找金属的代用品
解：设理论上可以炼高温出含铁96%的生铁的质量为x
Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2
160
2×56
1000t×80％
x·96%
160 1000t×80％
=
2×56 x·96%
X=583 t
答：可炼出生铁583t。
方法二
根据质量守恒定律，铁元素在反应前后 质量相等
1000t×80％
256 100% 160
－－就是破坏铁生 锈的条件
①隔绝空气 ②隔绝水 ③隔绝水和空气 ④ 改变内部结构
（3）防锈方法
⑴. 加上油漆、塑胶层或 涂油等
⑵.镀上耐磨或耐腐蚀的金 属, 如镀镍、铬或锡等
⑶. 通过化学反应在铁制 品表面生成一层致密的 氧化物薄膜(如烤蓝)
⑷.在铁中加入其它金属 改变其内部结构，制成 铁合金（如不锈钢）
设理论上可以炼出铁的质量为x
高温
Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2
160
2×56
800t 160 800t
x
=2×x56
X=560 t
含铁96%的生铁的质量=560t÷96%=583t。 答：可炼出生铁583t。
例2：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论 上可以 炼出含铁96％的生铁多t ?
课题3 金属资源的利用和保护
人类生活离不开金属
军事与科技也需要大量的金属
金属有广泛的用途，对于人类社会 起着不可替代的作用!
金属元素在地壳中的含量
元素名称 质量分数／﹪ 元素名称 质量分数／﹪
铝 7.73 镁
2.00
铁
4.75
锌
0.008
钙 3.45 铜 0.007
钠 2.74 银 0.000 01
96% =583
t
练习1 、
冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁 矿石多少吨?
解：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为x
Fe3O4+4CO 高温 3Fe+4CO2
232
3×56
X ·90％
2000t × (1-3%)
232 X ·90％
3×56 2000t × (1-3%)
钾 2.47 金 0.000 000 5
一、金属在自然界的存在方式：
1、以单质形式存在 如：金、银等少数不活泼的金属。
银 金
2、以化合物形式存在 如：铁
赤铁矿（主要成 分为Fe2O3）
菱铁矿（主要 成分FeCO3）
黄铁矿（主要 成分FeS2）
磁铁矿（主要 成分为Fe3O4）
2、以化合物形式存在
但设施普遍受到 腐蚀的影响。
活动与探究
现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却 的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计 实验以证明铁制品锈蚀的条件。
植物油
棉花和 CaCl2
A
B
C
铁生锈条件的探究
现象
分析
结论
试管A 试管B 试管C
生锈 不生锈 不生锈
铁既与水接触，
在
又与氧气接触 水、氧
气同时
老师赠言：
近代伟大的科学家爱因斯坦在 谈成功的秘决时，写下了一个公 式：Ａ＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ，他解释道： Ａ代表成功，Ｘ代表艰苦的劳动， Ｙ代表正确的方法，Ｚ代表少说 空话。
实验步骤中注意点
1、实验开始时，要先通CO再加热， 目的：将玻璃管中的空气排尽防止加热时CO
与空气混合发生爆炸； 2、实验完毕后，停止加热后要继续通CO至冷
却。 目的：防止高温下的生成物铁与空气接触而被
氧化，同时还可防止石灰水倒吸。
高炉炼铁图：
铁的冶炼
原料
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
主要反应原理
铁只与水接触 存在的
环境中
铁只与氧 气接触
铁能生 锈
四、金属资源保护
1、金属的腐蚀和防护 （1）铁制品锈蚀条件的探究
在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。
铁锈-------混合物 (主要成分Fe2O3 ·xH2O)
疏松多孔，会加 速铁的锈蚀
加快铁生锈速率的情况
离子化合物的存在 (氯化钠)
酸性污染物的存在 (酸雨)