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(共37张PPT)
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
第一课时 金属矿物 铁的冶炼
教学分析
学习目标
1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的。
2.了解我国的金属资源，培养可持续发展的资源意识。
3.了解高炉炼铁的流程，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。
4.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
学习重点 工业上铁的冶炼过程。
学习难点 实际生产时，在计算用料和产量时考虑杂质问题。
学习方法 课前收集资料，了解金属冶炼的过程，通过观看视频具体了解高炉炼铁的过程。对于有关杂质问题的计算，以练习为主，归纳错误原因，总结解题思路。
学具准备 矿物图片、我国古今炼铁的相关资料、高炉炼铁的视频。
情境引入
由前面的学习我们知道了金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。由于地球上的金属资源是有限的，所以我们需对其进行合理的利用和有效的保护。
互动新授
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在，含有矿物的岩石称为矿石。
自然界中的金
自然界中的银
互动新授
我国的金属矿物分布怎么样 含量又如何呢
矿物种类齐全，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。
互动新授
目前使用量最大的金属材料是哪些 它们主要来自哪几种矿石 矿石的主要成分是什么 我们一起来认识一下。
赤铁矿的主要成分为Fe2O3
磁铁矿的主要成分为Fe3O4
黄铁矿的主要成分是FeS2
互动新授
赤铜矿的主要成分是Cu2O
铝土矿的主要成分是Al2O3
金红石的主要成分是TiO2
怎样从金属矿物中提取金属呢？
互动新授
（铁的冶炼）
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。
《天工开物》中有我国古代炼铁的记载
互动新授
以下为上海宝山钢铁公司炼铁高炉。
钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。1949年，我国的钢产量只有15.8万吨，居世界第26位；1996年，我国的钢产量首次突破1亿吨，居世界前茅。
（铁的冶炼）
互动新授
我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。铁矿石是怎样炼成铁的呢 现以赤铁矿的主要成分Fe2O3为例，来了解如何实现铁的冶炼。
（铁的冶炼）
互动新授
找出工业炼铁的原料、设备、产品分别是什么
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；
设备：高炉；
产品：生铁。
（铁的冶炼）
我们来分析一下高炉炼铁的主要流程，并分析一下原料的作用。
①底部鼓入热空气，顶部加入固体原料。
②底部空气充足，碳完全燃烧生成二氧化碳。
③产生的二氧化碳受热往上，与上面的碳发生反应，二氧化碳被碳还原成一氧化碳。
④产生的一氧化碳继续向上，与加进来的铁矿石接触反应。一氧化碳将氧化铁还原成铁：
⑤石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变成炉渣。
C+O2===CO2
点燃
C+CO2===2CO
高温
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2
高温
互动新授
（铁的冶炼）
【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%的生铁的质量是多少(计算结果保留一位小数)
解：1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000 t×80%=800 t。
设800 t氧化铁理论上可以炼出的铁质量是x。
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO
160 2×56
800 t x
160/2×56=800t/x 解得：x=560 t
折合为含铁96%的生铁的质量为560 t÷96%=583.3 t。
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是583.3t。
高温
互动新授
（铁的冶炼）
拓展提高
1.下列与金属有关的说法正确的是( )。
A.金因为化学性质稳定，所以以单质的形式存在于自然界中
B.高炉炼铁原料中的焦炭仅提供热量
C.高炉炼铁得到的生铁属于纯净物
D.铁矿石在地壳中含量最丰富，可以随意开采
2.炼铁的主要原料是( )。
A.石灰石、焦炭、生铁 B.焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C.石灰石、焦炭、铁矿石 D.铁矿石、氧气、二氧化锰
A
C
拓展提高
3.不属于赤铁矿冶炼铁过程中的主要反应的是( )。
A.C+O2 === CO B.C+CO2===2CO
C.3CO+Fe2O3===2Fe+3CO D.4CO+Fe3O4===3Fe+4CO
点燃
高温
高温
高温
D
拓展提高
4.工业上常用一氧化碳还原铁矿石中的氧化铁来冶炼金属铁。若生产含杂
质4%的生铁5.6 t,需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨
解：5.6t含杂质4%的生铁中铁的质量为5.6t×(1-4%)=5.376 t。
设理论上需要氧化铁的质量为x。
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO
160 112
x 5.376 t
则需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为7.68 t÷80%=9.6t。
高温
160/112=x/5.376t 解得x=7.68t
课堂小结
金属矿物
铁的冶炼
存在形式
金、银：单质
矿石：化合物
金属资源的分布
原理：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
铁的冶炼设备：炼铁高炉
产品：生铁
高温
第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
第二课时 金属资源保护
教学分析
学习目标
1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的常用方法。
2.了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
3.通过铁生锈条件的探究，培养学生的创新精神和解决实际问题的能力。
学习重点 铁生锈的条件，防止铁生锈的方法，金属资源的保护。
学习难点 铁生锈的条件的探究。
学习方法 认真观察实验现象、根据现象推出铁生锈的条件、小组讨论、总结。
学具准备 铁生锈的对比实验。
情境引入
通过上节课的学习我们已经知道，铁是年产量最高的金属，生活中我们也经常接触到铁制品，那么你见到的铁制品都是什么样子的 是不是都有银白色金属光泽
铁轨的锈蚀
锈蚀的轮船
各种铁制品的锈蚀
互动新授
【提出问题】我们看到了这么多生锈的铁，那么大家来看看这些铁制品所处的环境有什么共同点 你认为铁在什么环境中容易生锈
铁在潮湿的环境中容易生锈。
【思考】铁生锈需要什么条件
水和氧气
那么我们如何证明呢？
互动新授
【设计实验】探究铁生锈的条件
一半在水中
全浸在水中
干燥空气中
植物油的作用：
隔绝氧气
干燥剂氯化钙的作用：吸收试管中的水蒸气，排除水的干扰。
煮沸冷却的蒸馏水：除去水中溶解的氧气
互动新授
全浸在水中
一半在水中
干燥空气中
铁钉浸没一半在水中： 铁在空气、水的界面处生锈
铁钉完全浸没在水中（上面还加植物油）： 铁未生锈
铁钉放在干燥的空气中（加干燥剂等）： 铁未生锈
现象
互动新授
互动新授
现象 分析 结论
试管Ⅰ
试管Ⅱ 　 试管Ⅲ 生锈
不生锈
不生锈
铁既与水接触，
又与氧气接触
铁只与水接触
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）
观察现象，填表
互动新授
【提问】铁锈的主要成分是氧化铁，而铝表面也会形成氧化铝薄膜，为什么铁会生锈甚至完全锈蚀掉，但是铝就可以稳定地存在于空气中
氧化铝排列紧密，可以隔绝氧气，但是铁锈结构疏松，不能阻止内部的铁继续和氧气和水发生反应。
铁锈 (Fe2O3) 氧化铝 (Al2O3)
结构特点
若不除去结果
疏松多孔
完全锈蚀
致密结实
使铝“自我保护”
氧化铁与氧化铝性质比较
互动新授
我们应该如何防止铁生锈呢
防止铁生锈的原理：就是破坏铁生锈的条件
隔绝空气或水分
防止铁制品生锈的具体方法为：
保持铁制品表面干燥和洁净
在钢铁表面涂一层保护膜如：涂刷矿物油、油漆；覆盖搪瓷塑料
镀上一层不易锈蚀的金属或通过化学反应使表面生成一层致密的氧化膜如 “烤蓝”
改变组成结构，制成合金，如不锈钢
互动新授
除了改变外部环境，其实我们也可以改变金属的内部结构来防止铁生锈，比如不锈钢的制造。
【思考与讨论】
刷油漆
涂油
镀铬
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？
互动新授
铁制品生锈是很普遍的，我国每年因为生锈报废的钢铁多达上亿吨，但是金属资源是有限的，我们应该如何保护金属资源呢
通常保护金属资源有以下几个途径：
(1)防止金属腐蚀。
(2)回收利用废旧金属。
(3)有计划、合理地开采金属矿物。
(4)寻找金属的代用品。
互动新授
金属资源有限，在金属资源里还有一类储量更加稀少的金属，那就是有着“工业维生素”之称的稀土元素。
拓展提高
1.被雨水淋湿的自行车，应( )。
A.先用布擦干，再用带油的布擦拭 B.在自行车表面刷一层油漆
B.用布擦干即可 D.晾干后，用盐酸除去锈层
2.下列建议或方法，对保护金属资源没有作用的是( )。
A.积极寻找金属代替用品的开发研究 B.多开采金属矿产
C.加强废旧金属的回收利用 D.防止金属锈蚀
A
B
拓展提高
3.某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”,用来吸收氧气和水分，以防止食品氧化。下列物质常温下能与空气中的氧气和水分发生化学反应，因而可用作“双吸剂”的是( )。
A.熟石灰 B.炭粉 C.铁粉 D.生石灰
4.如图所示实验，装置中出现的现象是( )。
A.铁丝不变化
B.铁丝逐渐消失
C.试管中的液面不变化
D.试管中的液面上升
C
D
拓展提高
5.下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验(铁钉在不同环境中),实验一段时间后，得出的结论错误的是( )。
A.甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为：乙>甲>戊 B.丙中的铁钉不生锈
C.铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触 D.丁中铁钉生锈最严重
D
课堂小结
金属的锈蚀和防护
金属资源的保护
铁生锈的条件
水
氧气
防止铁生锈的措施
防止金属腐蚀
回收利用旧金属
有计划、合理地开采金属矿物
寻找金属的代用品
谢谢观看

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