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金属资源的利用和保护
一、金属在自然界的存在形式：
单质形式： 如：Au、Pt、Ag (少数) 析：不活泼
化合物形式： (多数)
二、矿石：
1、定义：能用来提炼金属的矿物。
2、种类：P.16 (课本)
如：赤铁矿 （主要成分： Fe2O3）
磁铁矿 （主要成分： Fe3O4）
黄铁矿 （主要成分： FeS2）
菱铁矿 （主要成分： FeCO3）
铝土矿 （主要成分： Al2O3）
黄铜矿 （主要成分： CuFeS2）
辉铜矿 （主要成分： Cu2S）
注：一般不用含硫的矿石冶炼金属。(因为产生的SO2会污染空气。）
三、铁的冶炼：
(一) CO还原Fe2O3的实验：
1、装置：P.17 (投影)
2、实验步骤：通、点、灭、停
3、现象：①红色粉末变为黑色；
②澄清石灰水变浑浊。
4、化学方程式：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
(二)铁的冶炼：
_____________时期我国开始生产和使用铁器， 铁便成了一种最主要的金属材料。
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O2反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
3、设备：高炉
析：日本最高的有4197米。
4、产品：生铁
注1、高炉内的反应：
注2、焦炭的使用：①燃烧放出的热，能提高炉温；
②产生还原剂CO。
注3、石灰石的作用：将矿石中的SiO2转变为炉渣。
四、金属资源的保护：
(一)金属的腐蚀和防护：
析：实验 (投影)
A B C
现象： 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
1、铁生锈的必要条件：Fe与O2、H2O接触。
（即：常温下，Fe铁在潮湿的空气中易生锈。）
2、铁锈（混合物）〖主要成分：Fe2O3(或Fe2O3·xH2O)〗
（红色）
析：1、为什么要蒸馏水，而不用一般的水
2、阅读教材P19页，回答下列问题：
(1)试管B中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？
答：是为了防止蒸馏水中溶有氧气。
(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？
答：不能，因为铁锈是疏松的。
【简答】：铁制品会全部锈蚀的原因：铁锈很疏松，不能阻碍里层的Fe继续与O2、H2O反应。
析：若加入NaCl能进一步加快反应速度。
练：
当时间足够长，试管内的Fe与水、试管里空气中的O2完全反应生成铁锈时，试管内高度能达到试管高度的约1/5。
3、防止铁生锈的方法：
(1)常用方法：在铁制品的表面涂上一层保护膜。【原因：既隔绝空气，又可以防水】
①涂油；
②刷油漆；
③镀其它金属；如：镀铬、镀锌。
④通过化学反应使铁制品的表面生成一层致密的氧化膜。如：烤蓝（Fe3O4）
(2)保持铁制品表面的洁净与干燥。
(3)制造耐磨耐腐蚀的合金。如：不锈钢
析：〖讨论〗：自行车构件的防锈方法。P.20
析：矿物的储量是有限的，且不能再生；（见P.20图8-5）废旧金属随意丢弃不仅造成资源浪费，还会造成环境污染。
(二)金属资源的保护方法：
1、防止金属的腐蚀；
2、金属的回收利用；〖好处：①节约金属资源；②减少对环境的污染。〗
3、有计划、合理开采矿物；
4、寻找金属的代用品。
五、物质的除杂：
(一)物理性除杂
1、利用物质的溶解性不同除杂；
2、利用物质的磁性不同除杂。
(二)化学性除杂：
原则：（1）不增：除杂过程中不能增加新的杂质。
（2）不变：原物质不能改变。
（3）原物质与杂质易分离。
所加试剂为与原物质状态不同的物质。
即：
固体除杂：应加 液体 或 气体 。
液体除杂：应加 固体 或 气体 。
气体除杂：应加 固体 或 液体 。
析：且：所加试剂只与杂质反应。
使杂质全部转变为原物质或与原物质状态不同的物质。
例：（板书）
1、Cu(Fe) CuSO4(或CuCl2或Cu(NO3)2或HCl或H2SO4)
①Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu
②Fe + CuCl2 === FeCl2 + Cu
③Fe + Cu(NO3)2 === Fe(NO3)2 + Cu
④Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
⑤Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑
2、FeCl2(CuCl2) Fe
CuCl2 + Fe === FeCl2 + Cu
析：能溶于水的物质可当作液体。
3、CO2(CO) CuO
CO + CuO Cu + CO2
4、CO(CO2) Ca(OH)2或C
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓+ H2O （较好）
CO2 + C 2CO
析：用水不能将CO2除尽。
5、CaO(CaCO3)
CaCO3 CaO + CO2↑
练习： （投影）
①N2(O2)
②Cu(CuO)
③Fe(Zn)
④Cu(NO3)2(AgNO3)
⑤NaCl(Na2CO3)
作业 ：除杂
ZnSO4（FeSO4）
Cu(NO3)2 (AgNO3)
CaO (CaCO3)
KCl (KClO3)
Ag (Cu)
Cu (Fe)
Fe (Zn)
CuO (Cu)
Cu (CuO)
CO2 (CO)
CO (CO2)
N2 (O2)
H2 (CO2)
NaCl (Na2CO3)
六、常见的置换反应：
1、金属 + 酸 盐 + H2↑
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
2、金属 + 盐 金属 + 盐
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
3、金属氧化物 + C 金属 + CO2↑
2CuO + C 2Cu + CO2↑
4、金属氧化物 + H2 金属 + H2O
CuO + H2 Cu + H2O
注：CO还原金属氧化物不属于置换反应。
析：盐是指含有金属离子和酸根离子的化合物。
析：
玻璃管
酒精灯的作用：点燃尾气，防止CO污染空气。
酒精喷灯
春秋战国
公元一世纪
上层：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
中层：CO2 + C 2CO
2C + O2 2CO
O2
下层：C + O2 CO2
铁丝
水平线
水
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