8.3金属资源的利用和保护(用)

5.根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条 与氧气、水和二氧化碳接触 件又是什么？
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工业炼铁
1.原料: 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 . 2.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中还原出来 3.主要设备: 高炉 . 点燃 C+O2 CO2 4.冶炼过程中 高温 2CO 发生的化学反应： CO2+ C 高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
5.石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 . 6.焦炭的作用： 提供热量，产生还原剂。. 7.产品是：: 生铁 .
2.铝与氧气反应生成的 的氧化铝 ，能 在 铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；铁锈却很 疏松，不能 里层的铁继续与氧气、水等反应，因 此铁制品可以全部腐蚀。 3.防锈：破坏 ，就能防止铁制品锈蚀。 4.金属资源的保护：应防止金属的 外，另一条途径 是金属的 。第三条途径是应 地开 采 。严禁 。寻找金属的 。
自学检测3:2分钟
炼铁时（原料中）各种物质的作用：
焦炭：提供热量，产生还原剂。 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。 石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 高温 高温 CaCO3 CaO+CO2↑ CaO+SiO2 CaSiO3 铁矿石：提供铁元素
.讨论，点拨 ：
实验室用CO还原Fe2O3
1.实验原理： Fe2O3 + 3CO 2.实验装置：
高温
2Fe + 3CO2
若没有酒精喷灯，可用酒精灯代替，不过要在 Make friends with you 火焰上加一个金属网罩，使火力更为集中
3.实验步骤： CO早出晚归；酒精喷灯迟到早退
①检查气密性。 ②把适量氧化铁粉末装进硬质玻璃管内，并固定装置。 ③通入CO气体，排除空气，防止一氧化碳与空气混合 受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)， 防止一氧化碳污染空气。 ④待排尽后，点燃酒精喷灯 ⑤当红色粉末已转变成黑色后，停止加热， ⑥再通入一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却， 防止Fe被氧化。并熄灭酒精灯 4.实验现象：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 相关的化学方程式：

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2.氧化铁与氧化铝性质比较
结构特点 若不除去结果
铁锈 (Ｆe2Ｏ3) 疏松多孔 氧化铝 (Al2O3) 致密结实
完全锈蚀
使铝“自我保护”
3.为了使月饼保鲜，月饼包装盒中常常放入一小袋 黑色铁粉，其主要作用是什么？ 吸收氧气和水分，延长月饼的保质期。 4.比较吐鲁番盆地和海南岛两地，铁生锈相对较慢 的地区是？说明理由。 新疆吐鲁番盆地气候干燥
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自学指导3：1分钟
1 自学内容：P18例题 2 自学方法：看例题 3 自学要求：了解计算方法
例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上炼出中含 铁96%的生铁多少吨？
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5.实验室用一氧化碳还原氧化铁 尾气处理 尾气处理：①用燃着的酒精灯将尾气点燃或 ②用气球收集尾气
证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸(或加稀盐酸 ) CO还原氧化铁必须在封闭的硬质玻 管中进行，防止CO污染空气。
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点拨：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
代入方程式计算的一定是纯净的质量
方法：只要将含杂质物质的质量换算成纯净物的质量， 再进行方程式的常规运算即可 物质的质量分数= ×100% =a% 不纯净物的质量 （纯度） ×a% 纯净物的质量 不纯净物的质量 ÷a% 纯度=1－杂质的质量分数
答：需要赤铁矿石质量为5600t。
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3.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
232 X ·90％ 232 X ·90％
高温
3Fe+4CO2
3×56 2000t × (1-3%) 3×56 2000t × (1-3%)
x=2976.7t 答：需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量为2976.7t。
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方法2：守恒法 由于铁矿石中铁元素的质量在反应前后不变，可 根据铁矿石和生铁中铁元素的质量相等求解 赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁 解：设炼得生铁的质量为X
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教师点拨:
1.原料： 铁矿石、焦炭、石灰石、空气
赤铁矿Fe2O3 70% 磁铁矿Fe3O4 72.41%
选择铁矿石：除了看铁矿石的含铁量，还要看 有害杂质的含量是多少。
2.炉渣出口和生铁出口那个高，为什么？
炉渣出口高，因为生铁的密度大于炉渣
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Fe2O3 160
1000t×80％
～
2Fe 112
x·96%
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第8单元
金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护（2）
9年级化学组
导课：
生活中很多的设施都是用铁制成，如：
铁钉的生锈
铁轨的锈蚀
但设施普遍受到 腐蚀的影响。
各种铁制品 的锈蚀
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2：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含 氧化铁质量分数为80%的赤铁石多少吨？
解：设需要赤铁矿石质量为X 生铁中含纯铁的质量： 3200t×（1-2%）=3136t Fe2O3+3CO
160
80% X
高温
2Fe+3CO2
2X56
3136 t
160 2×56 80%X 3136t x= 5600 t
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现象 试管Ⅰ 生锈
分析 铁既与水接触， 又与氧气接触
结论
试管Ⅱ 不生锈 铁只与水接触 试管Ⅲ 不生锈 铁只与氧气接触
在水、氧气同 时存在的环境 中铁能生锈。 （缓慢氧化， 放热）
一周后
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160×96%
答：理论上练出含铁96%的生铁583t。
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小结：我们的收获
1.知道地球上 及我国金属资源概况 2.掌握炼铁的原理，认识化学原理对实 际生产的指导作用 3.学会某些含有杂质的物质的计算方法
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代入方程式计算时一定要纯净的质量 例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论 上炼出中含铁96%的生铁多少吨？ 方法一：分步法 解：设理论上可炼出铁的质量为X
氧化铁的质量： 1000t× 80% =800t
Fe2O3+3CO
160
800 t
高温
2Fe+3CO2
2X56
X
160 2×56 800t x x= 560 t 560 t ÷96%=583 t 答：理论上练出含铁96%的生铁583t 。 LOGO
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一.学习目标：1分钟
1 2 3
了解金属锈蚀的条件
掌握防止金属锈蚀的简单方法
知道保护金属资源的主要途径
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三.学生自学，教师巡视 :5分钟
1.铁制品锈蚀过程，实际上是铁与空气中的 、 等 发生化学反应的过程。铁制品锈蚀需要条件(1)要有能够 发生反应的物质( 和 )(2)反应物要能 。 (3)生成物不会对反应起 （阻止进一学检测1：2分钟
1.铁制品锈蚀过程，实际上是铁与空气中的 氧气、水蒸气 等 发生化学反应的过程。铁制品锈蚀需要条件(1)要有能够 发生反应的物质( 水和 氧气 )(2)反应物要能 相互接触 （与 水和氧气接触）(3)生成物不会对反应起 阻碍作用 （阻 止进一步生锈） 薄膜 ， 致密 的氧化铝 2.铝与氧气反应生成的 能 覆盖 在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应； 铁锈却很疏松，不能 阻碍 里层的铁继续与氧气、水等 反应，因此铁制品可以全部腐蚀。 3.防锈：破坏 铁制品锈蚀的条件 ，就能防止铁制品锈蚀。 4.金属资源的保护：应防止金属的 腐蚀 外，另一条途径 有计划合理 是金属的 回收利用 。第三条途径是应 地开 矿物 代用品 采 。严禁 乱采矿 。第四寻找金属的 。
例题：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以 炼出含铁96％的生铁多少 t ? 解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x
Fe2O3+3CO
160 1000t×80％ 160 1000t×80％ x=
高温
2Fe+3CO2
2×56 x·96% 2×56 x·96% = 583 t
2×56× 1000t×80％
在想要和得到之间
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保护金属资源的原因：⑴每年向自然界索取大量 的 金属矿物资源 ⑵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% 。
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！

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纯净物的质量
例 1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上炼出中含 铁96%的生铁多少吨？
由化学方程式计算 ÷96% ×80% Fe 生铁 Fe2O3 赤铁矿 或由化学式计算
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（选做题）
1. （10•梅州21）（10分）A～H是初中化学常见的 物质。已知A为黑色固体单质，G为紫红色固体单质，B 为红棕色粉末，F为黑色粉末，它们的转化关系如下图 所示。请回答：1）B的化学式为 Fe2O3，F的化学式 CuO 。2）A、C、E三种物质中，具有还原性的 为 C 是 、 CO （填化学式）。 3 ）反应①的 高温 化学方程式为 4C＋2Fe2O3 = 3CO2↑＋4Fe ；写一个 能实现反应③的化学方程式 Fe+ CuSO4=Cu+ FeSO4。 4）反应①～④中涉及的化学反应基本类型 有 置换反应 、 化合反应 。
五.讨论、点拨 1：5分钟
1. 试管Ⅱ中为什么要用煮沸过 的蒸馏水，且要加入植物油？ 为了防止蒸馏水中溶有氧气。 加植物油是为隔绝空气
2.铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作 用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？ 铁锈成分复杂，并且疏松多孔、易吸水，不能阻碍里层 的铁与氧气、水蒸气反应。
铝与氧气反应是生成致密的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。
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P19:活动与探究：3分钟
取3枚洁净无锈的铁 钉，分别放入3支试 管中进行下面的实验
步骤1：在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一 半浸没在水中 步骤2：在试管2中注满迅速冷却的沸水，上面覆盖 一层植物油，塞紧橡皮塞 步骤3：在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水 氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞 紧橡皮塞
1000 t×80% ×70%=X· 96％
X=583t
答：理论上练出含铁96%的生铁583t。
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方法3：关系式法
根据最初反应物和最终生成物之间量的关系，写出关系式
Fe2O3+3CO
高温
2Fe+3CO2
解：设炼得生铁的质量为X