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课题3 金属资源的利用和保护
人教版九年级下册
新知导入
想一想
自然界中常见的金属矿物有哪些呢？世界上冶炼产量最大的金属是铁，那么在工业上铁是如何冶炼的呢？
新知讲解
地球上的金属资源
地球上的金属资源广乏存在于地壳和海洋中
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
少数很不活泼的金属如金、银等以单质形成存在于地壳中
新知讲解
含铁的矿石
含铝的矿石
含铜的矿石
大部分金属以化合物形式存在于地壳的矿石中
新知讲解
地壳中含量最多的金属元素是Al。
金属元素在地壳中含量
资料卡片
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 0.00001
钾 2.47 金 0.0000005
新知讲解
我国矿物储量丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。
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他领域。其中，提取量最大的是铁。
资料卡片
新知讲解
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
我国古代炼铁图
铁的冶炼
知识点 1
新知讲解
【炼铁原理】
利用一氧化碳与铁的氧化物反应来制取铁的
提供高温
防止CO污染空气
检验生成物CO2
新知讲解
1. 检查装置气密性；
2. 将适量的氧化铁装入试管并固定装置；
3. 点燃右边的酒精灯；
4. 通入一氧化碳气体；
5. 点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
6. 待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热 ；
7. 待玻璃管内固体冷却后停止通入一氧化碳，然后熄灭右边
的酒精灯。
实验步骤：
新知讲解
新知讲解
玻璃管里，粉末由红棕色变成黑色，试管里澄清石灰水变浑浊
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
4CO +Fe3O4 3Fe +4CO2
高温
加热前要先通一阵CO，赶走玻璃管中的空气，以免发生爆炸
要将尾气中的CO烧掉或用气球收集起来，防止污染空气
停止加热后，要通CO至玻璃管冷却，以防生成的铁又被氧化
新知讲解
2.如何验证反应中生成了什么物质？
将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ；红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。
问题讨论：
1.实验开始时为什么要先通入一会儿CO？
排出实验装置内的空气，以免CO与空气混合，加热时可能发生爆炸。
新知讲解
3.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。
4. 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。
5. 实验完毕后为什么要继续通入CO直至玻璃管冷却？
防止氧化铁还原生成的铁，在较高温度下重新被氧化。
新知讲解
工业炼铁
铁矿石、焦炭和石灰石
原料：
铁矿石提供铁，焦炭提供热量和制造还原剂CO，石灰石将矿石中的二氧化硅转变成炉渣
设备：
高炉
C＋O2 CO2 CO2＋C 2CO
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
CaCO3 CaO＋CO2 ↑
CaO＋SiO2 CaSiO3
反应原理：
高温
====
高温
====
高温
====
高温
====
高温
====
新知讲解
含杂质物质的化学方程式的计算
在实际生产中，所用的原料或产物一般含有杂质。
而在计算用料和产量时，只有纯净物才能代入化学方程式进行计算。
在计算用料和产量时必须考虑杂质问题。
新知讲解
例：用 1000t 含氧化铁 80% 的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96%
的生铁的质量是多少？
已知条件
① 铁矿石质量1000t
② 铁矿石中含氧化铁80%
③ 生铁中含铁96%
要求问题
生铁的质量
涉及化学反应
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
含杂质问题的计算
新知讲解
解题步骤
第一步 由铁矿石的质量求出氧化铁的质量
第二步 根据化学方程式由氧化铁质量求出纯铁的质量
第三步 由纯铁的质量求出生铁的质量
1000t ⅹ 80% ＝ 800t
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
160
112
800t
X
160
112
800t
X
=
X
= 560t
560t÷96% = 583t
新知讲解
解
1000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
1000t ⅹ 80% ＝ 800t
设800t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为X
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高温
160
112
800t
X
160
112
800t
X
=
X
= 560t
生铁的质量为：560t÷96% = 583t
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁583t.
完整解答
新知讲解
人类每年要开采大量的金属矿物资源，提取亿吨的金属，但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%
防止金属腐蚀和保护金属资源已成为科学研究和技术领域中的重大问题
新知讲解
金属的锈蚀与防护
知识点 2
水、空气
水
干燥的空气
【探究实验】
实验仪器：
铁钉、试管、蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙
实验方法：
控制变量法、对照法
点击图片播放
实验视频



新知讲解



号铁钉与空气中、水都接触了
号铁钉与水接触了，但没有与空气接触
号铁钉与空气接触了，但没有与水接触
新知讲解
铁生锈的条件
铁必须同时与空气（氧气）、水（水蒸气）等接触。
铁锈的颜色：红色
铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O
新知讲解
防止铁生锈的方法——破坏铁生锈的条件即可
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。
防止铁制品锈蚀的方法。
讨论
新知讲解
【讨 论】
2.自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
1.厨房里的铁锅、普通菜刀分别采用什么防锈措施？
铁锅和菜刀都是用过后把水擦干，保持干燥就可以了
车架：在表面上刷漆
链条：在表面上涂防锈油
钢圈：在表面上镀上一层铬。
新知讲解
金属资源保护
知识点3
矿物的储量是有限，而且不能再生。根据目前已探明的一些矿物的储量，并根据目前这些金属的消耗速度，一些矿物可供开采的年限如图：
怎样保护金属资源呢？
新知讲解
1.防止金属腐蚀
保护金属资源
涂油
烤蓝
喷漆
合金
新知讲解
2. 废旧金属的回收与利用
新知讲解
3. 有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿
新知讲解
4.其他途径：寻找金属的代用品
塑料管道
高分子齿轮
谢谢
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