资源简介

(共39张PPT)
人教版九年级上册
课题3 金属资源的利用和保护
教学目标
1.知道一些常见的金属(铁等)矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法（重点、难点）
2.了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的办法
（重点）
3.知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性
新知导入
新知讲解
金属的存在形式
自然界中以单质形式存在的金
自然界中以单质形式存在的银
赤铁矿（主要成分是Fe2O3)
黄铁矿
菱铁矿
铝土矿
黄铜矿
辉铜矿
1.金属资源的存在：______________。
2.金属元素在地壳中的含量：排在前两位的是______、_____。
3.自然界中金属的存在形式：_____、_______。
4.以化合物形式存在的金属具体表现为：____。
5.我国矿物种类和储量情况：______________。
铝
铁
地壳和海洋
单质
化合物
矿石
齐全、丰富
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从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
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票
实验原理
实验步骤
实验现象
实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？实验完毕时先停止加热吗？）
实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）
铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。
一、铁的冶炼
一氧化碳还原氧化铁实验
实验原理：
操作步骤： 1. 检查气密性
2.把氧化铁粉末装进硬质玻璃管，使氧化铁粉末均匀铺在玻璃管内
3. 先通入一氧化碳气体排尽管内的空气，点燃出气口处的酒精灯及酒精喷灯。 4.当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高温
将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O ；
红棕色（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。
实验现象：
问题讨论：
1.如何验证反应中生成了什么物质？
2.装置中右边的酒精灯起什么作用？
把尾气烧掉，防止污染空气。
3.石灰水的作用有哪些？
澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳，便于处理尾气。
1. 先通一氧化碳，把管内的空气排尽，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。 2.实验完毕先停止加热，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却。防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。
注意事项：
实验改进： 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
收集尾气
燃烧尾气
1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
2.设备：高炉
3.反应原理：
C＋O2 CO2
CO2＋C 2CO
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 （主要反应）
CaCO3 CaO＋CO2 ↑
CaO＋SiO2 CaSiO3
工业炼铁
高温
====
高温
====
高温
====
高温
====
高温
====
例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨？
分析：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量：
赤铁矿石 氧化铁 铁 生铁
方法1：根据化学式： 1000t×80%×70%÷96% = 583.3t
方法2：根据化学方程式（略）课本P17
实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？
如何防止生锈？
二、金属资源保护
铁的生锈过程
1、铁生锈的实质：
铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
2、铁锈的主要成分为：氧化铁
3、铁制品锈蚀的条件:
铁制品与氧气（或空气）、水蒸气同时接触
研究性学习:铁的生锈过程
钢铁防锈
金属的防护
(1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水
联想：你通常采用哪些措施防止自行车生锈？
具体防锈方法:
a.“穿外衣”——加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）
b.“打强心针”——在铁中加入其他金属改变其内部结构（如：制成不锈钢）
c.保持铁制品洁净干燥。
怎样保护金属资源呢
1.防止金属的腐蚀
2.废旧金属的回收与利用
3.有计划、合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿
4.其他途径：寻找金属的代用品
课堂练习
【典例1】钢铁是使用最多的金属材料，但每年因锈蚀而损失的数量巨大，如何防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大问题。以下有关金属腐蚀的叙述错误的是 （ ）
A.钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈
B.钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化
C.铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差
D.在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀
C
课堂总结
一.金属资源的存在形式：
1、单质（不活泼金属）：如 金（Au)、银(Ag)
2、化合物（活泼金属）：如 铜（Cu) 、铁（Fe)
常见矿石：
二.工业炼铁：
反应原理：
原料：铁矿石、焦炭、石灰石
设备：高炉
课题3 金属资源的利用和保护
三、一氧化碳还原氧化铁实验：
1、现象：红棕色（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。
2、开始：先通一氧化碳，再加热（防止一氧化碳与空气混合受热爆炸） 3、结束：先停止加热，再停止通入一氧化碳（防止高温条件下，生成的铁再被氧化）
4、尾气处理：CO有毒(燃烧法或收集再利用）
四、钢铁的锈蚀：
实质：铁与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应生产氧化铁（Fe2O3)
条件：水和氧气
五、金属资源的保护：防腐蚀、回收、合理并有计划地开采、寻找金属的代用品。
知识点二、炼铁
B
【典例2】
（1）磁铁矿的主要成分是： （填化学式）；
（2）写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式：
；
（3）高炉炼铁得到的主要产品是 （填序号）。
A．纯铁 B．生铁 C．钢
Fe3O4
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高温
1.铁钉在下列哪些情况下容易生锈（ ）
A.在干燥的空气中 B.在潮湿的空气中
C.完全浸入蒸馏水中 D.浸没于植物油中
2. 关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的说法正确的是（ ）
A.铁丝燃烧产生白烟
B.铁丝生锈是缓慢氧化
C.铁丝燃烧的产物是Fe2O3
D.铁锈的主要成分是Fe3O4
B
B
3.如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液
面使高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（ ）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与空气、水有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
B
4.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：＿＿＿＿＿＿＿＿。
回收利用与保护金属资源相关联的是＿＿＿＿。
①②③④⑤⑥⑨
②④⑤⑥
例23：如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是（　　）
A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
B．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物
C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀
D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染
【典型例题】
B
A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来，故正确；
B．生铁是由铁和碳等元素组成的，在物质分类中属于混合物，故错误；
C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀，故正确；
D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染，故正确。
例24：关于工业炼铁的说法正确的是（　　）
A．铁矿石用于炼铁是因为含有大量单质铁
B．焦炭的主要作用是不完全燃烧制取 CO
C．在高炉中冶炼出来的是生铁，不是纯铁
D．高炉的尾气成分为CO2，可以直接排放
【典型例题】
C
A．铁矿石中主要含有铁的氧化物，而不是铁的单质，故错误；
B．工业炼铁中利用了焦炭的可燃性，提供热量；又利用其还原性，与二氧化碳反应生成一氧化碳气体，故错误；
C．工业炼铁得到的是生铁，含有碳等杂质，不是纯铁，故正确；
D．高炉的尾气中含有有毒的一氧化碳，不能直接排放以免造成空气污染，故错误。
例25：（2021·四川广安市·中考真题）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是( )
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【典型例题】
C
A、氧化铁中铁元素化合价为+3，反应前后Fe元素的化合价由+3价变为0价，错误；
B、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体由红色变为黑色，错误；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可以用澄清石灰水，正确；
D、一氧化碳不与水反应，且难溶于水，不能用水吸收CO，错误。故选C。
例26：(2019湘潭)钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说正确的是（ ）
A．该实验不需要增加尾气处理装置
B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C．NaOH溶液可以检验气体产物
D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
【典型例题】
B
A、由于一氧化碳有毒，所以应加尾气处理装置，A错误；
B、实验前应先通入一段时间的CO验纯后再加热，防止一氧化碳的混合气体发生爆炸，B正确；
C、因为生成的气体为二氧化碳，应该用澄清石灰水检验气体产物，C错误；
D、因为Fe2O3能与盐酸反应，所以不能用加盐酸的方法提纯，D错误。
例27：（2021·甘肃定西市·中考真题）垃圾分类，从我做起。下列可回收垃圾属于金属材料的是（ ）
A．旧报纸
B．塑料瓶
C．玻璃瓶
D．铝制易拉罐
【典型例题】
D
A、旧报纸属于纸张，不属于金属材料，不符合题意；
B、塑料瓶是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料，不符合题意；
C、玻璃瓶是用玻璃制成的，玻璃的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，不符合题意；
D、铝制易拉罐是用铝合金，属于金属材料，符合题意。
例28：（2018·玉林中考）保护金属资源的有效途径，不包括下列（ ）
A．合理开采矿物
B．寻找金属替代品
C．回收利用金属
D．禁止使用铁制品
【典型例题】
D
A、保护金属资源的有效途径之一是合理开采矿物，正确；
B、用代用品代替钢和其他的合金制管道和汽车外壳，既节约金属，又可以改变车和管道的性能，正确；
C、回收利用废旧金属既减少了金属对环境的污染，又可以节约金属资源，正确；
D、铁制品在生产、生活中有广泛的用途，不能禁止，错误。故选D。
板书设计
一.金属资源的存在形式：
1、单质 2、化合物 常见矿石：
二.工业炼铁：
反应原理： 原料：铁矿石、焦炭、石灰石 设备：高炉
三、一氧化碳还原氧化铁实验：
1、现象：
2、开始： 3、结束：
4、尾气处理：
四、钢铁的锈蚀：
五、金属资源的保护：防腐蚀、回收、合理并有计划地开采、寻找金属的代用品。
作业布置
课本
P21
《练习与应用》
1.2.3.4.5.6.7
谢谢
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