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1、倍速课时学练倍速课时学练第八单元金属和金属材料第八单元金属和金属材料课题课题3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练 第一课时第一课时 炼铁的原理炼铁的原理 杂质的计算杂质的计算 一个国家的经济命脉、国土防卫是离不开钢铁的。一个国家的经济命脉、国土防卫是离不开钢铁的。 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，只有地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，只有 极少数如金、银这些不活泼金属以单质的形式存在极少数如金、银这些不活泼金属以单质的形式存在 其它金属在自然界是以化合物的形式存在。其它金属在自然界是以化合物的形式存在。金金 赤铁矿赤铁矿主要成分主要成分
2、 Fe2O3黄铜矿黄铜矿主 要 成 分主 要 成 分 CuFeS2倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练 黄铁矿黄铁矿 主 要 成 分主 要 成 分 FeS2 菱铁矿菱铁矿主 要 成 分主 要 成 分 FeCO3 铝土矿铝土矿主要成分主要成分Al2O3辉铜矿辉铜矿 主要成分主要成分Cu2S倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练令人佩服的是：中国老百姓在商代就能制令人佩服的是：中国老百姓在商代就能制造出青铜器、春秋战国时期就能冶炼钢铁。造出青铜器、春秋战国时期就能冶炼钢铁。 倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练问题是，他们怎样从这些化合物中把需要问题是，他们怎样从这些化合物中把需要的金属的金属“拿拿
3、”出来？出来？思考：如何把上述铁矿石中的铁思考：如何把上述铁矿石中的铁“拿拿”出来出来? 以赤铁矿以赤铁矿（主要成分：（主要成分：Fe2O3 ）为例，来学习研究铁的冶）为例，来学习研究铁的冶炼。炼。 根据根据Fe2O3 的组成的组成“拿拿”出铁有两种方法。出铁有两种方法。方案一：加热使方案一：加热使Fe2O3 发生分解反应。发生分解反应。方案二：寻找一种物质使其主动夺取方案二：寻找一种物质使其主动夺取Fe2O3 中的中的“O”倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练 分析：分析：方案一：要使方案一：要使Fe2O3 分解，分解，需需 ， 要使要使Fe2O3 分解成功，还必须在非分解成功，还必须在非
4、进行，如进行，如此，成本太高。此，成本太高。方案二：比较切实可行。但选用什么样的物质才能方案二：比较切实可行。但选用什么样的物质才能使使 Fe2O3 失去失去“O”呢？呢？结论：结论： 等都符合条件。但考虑到经济等都符合条件。但考虑到经济效效 益等原因，一般选用益等原因，一般选用 或或 . 较高温度且铁在高温下易与空气中的氧气反应较高温度且铁在高温下易与空气中的氧气反应空气中空气中C COH2 、C 、CO倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练思考：赤铁矿（思考：赤铁矿（Fe2O3 ）、磁铁矿（）、磁铁矿（Fe3O4 ）、）、菱铁菱铁矿（矿（FeCO3）、黄铁矿（）、黄铁矿（FeS2）中，都含铁
5、。）中，都含铁。 炼铁炼铁时选用那种矿石好呢？时选用那种矿石好呢？分析：分析：Fe2O3 中含铁中含铁 ； Fe3O4 中含铁中含铁 ； FeCO3 中含铁中含铁 ；FeS2 中含铁中含铁 。结论：用结论：用 或或 。冶炼原理：冶炼原理： . 70%72.41%48.27%46.67%赤铁矿赤铁矿 磁铁矿都行磁铁矿都行 Fe2O3 + 3CO 高温高温 2Fe + 3CO2倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练实验步骤：实验步骤：在硬质玻璃管中，放入少量的氧化铁粉在硬质玻璃管中，放入少量的氧化铁粉 末，末， 先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，加热氧化铁，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，加热
6、氧化铁，当红色粉末变黑时停止加热。玻璃管内物质冷却后，当红色粉末变黑时停止加热。玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳，观察。停止通入一氧化碳，观察。实验现象：实验现象： 。实验结论：实验结论： 。 Fe2O3 + 3CO 高温高温 2Fe + 3CO2红色粉末变黑色粉末；澄清石灰水变浑浊红色粉末变黑色粉末；澄清石灰水变浑浊倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练160 256 800t x三三 有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算例题例题. 用用1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以的赤铁矿石，理论上可以炼炼 出含铁出含铁96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？Fe2O3 + 3CO 高
7、温高温 2Fe + 3CO2=160 256 800t xX=560t 可炼含铁可炼含铁96%的生铁的质量为：的生铁的质量为：560t96%=583t答：答：-。解解1： 设设800t氧化铁可炼出生铁的质量为氧化铁可炼出生铁的质量为X含氧化铁的质量为：含氧化铁的质量为： 1000t80% =800t倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练160 256 1000t80% 96%x=解解2：设可炼含铁：设可炼含铁96%的生铁的质量为的生铁的质量为x160 256 Fe2O3 + 3CO 高温高温 2Fe + 3CO21000t80% 96%xX=583t答：答：-。分析：分析：化学方程式表示的是纯物
8、质之间的数量比，化学方程式表示的是纯物质之间的数量比，故计算时须先进行换算。故计算时须先进行换算。 纯物质的质量纯物质的质量 = 不纯物质的质量不纯物质的质量 纯净物的质纯净物的质量分数量分数倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练【课堂练习【课堂练习】 1.下列有关铁的叙述中，正确的是（下列有关铁的叙述中，正确的是（ ） A. 铁在氧气中燃烧生成黑色的氧化铁铁在氧气中燃烧生成黑色的氧化铁 B. 铁是地壳中含量最多的金属元素铁是地壳中含量最多的金属元素 C. 铁在自然界中主要以化合物形式存在铁在自然界中主要以化合物形式存在 D. 常用水冲洗铁器表面，可以防止生锈常用水冲洗铁器表面，可以防止生锈2.
9、下列铁矿石的主要成分表达错误的是（下列铁矿石的主要成分表达错误的是（ ） A. 赤铁矿（赤铁矿（FeO） B.铝土矿（铝土矿（Al2O3） C. 菱铁矿（菱铁矿（FeCO3） D. 黄铁矿（黄铁矿（FeS2）3.高炉炼铁主要是通过反应高炉炼铁主要是通过反应Fe2O3 + 3CO 高温高温 2Fe + 3CO2进行的其中被还原的物质是（进行的其中被还原的物质是（ ）A CO B Fe2O3 C Fe D CO2 CAB倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练80%x 365t (1-7%)4.若赤铁矿中若赤铁矿中Fe2O3 的质量分数为的质量分数为80%，多少吨这，多少吨这 样的赤铁矿可炼出含碳等其
10、它杂质为样的赤铁矿可炼出含碳等其它杂质为7%的生铁的生铁 365吨？吨？解：设需含解：设需含Fe2O3 为为80%的赤铁矿的质量为的赤铁矿的质量为X 160 256 Fe2O3 + 3CO 高温高温 2Fe + 3CO2160 256 =80%x 365t (1-7%)x = 600t答：答：-。倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练 第二课时第二课时 金属资源保护金属资源保护 一一 金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护【实验探究】【实验探究】 （一）铁制品锈蚀条件的探究（一）铁制品锈蚀条件的探究实验步骤：实验步骤：1.在试管在试管中加入少量的氯化钠溶液，使铁钉的一部中加入少量的氯化钠溶液，使铁钉的
11、一部分浸分浸 没在溶液中。没在溶液中。2.在试管在试管中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一部分浸中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一部分浸没在没在 水中。水中。3.在试管在试管中注满迅速冷却的沸水，塞紧橡皮塞。中注满迅速冷却的沸水，塞紧橡皮塞。4.在试管在试管中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙），再放一团干棉球，塞紧橡皮塞。钙），再放一团干棉球，塞紧橡皮塞。倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练实验现象：铁钉锈蚀的快慢顺序为实验现象：铁钉锈蚀的快慢顺序为 . 实验结论：实验结论： 。 食盐水食盐水水中水中水中水中干燥空气中干燥空气中 在水、氧气同时存在的环境中铁就能锈蚀在
12、水、氧气同时存在的环境中铁就能锈蚀酸、氯化钠等能使铁在氧气、水存在的环境中加速酸、氯化钠等能使铁在氧气、水存在的环境中加速锈蚀锈蚀倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练（二）铁制品防护措施的探究（二）铁制品防护措施的探究铁生锈的条件是：必须要有水和氧气。铁生锈的条件是：必须要有水和氧气。防锈的方法：依据铁制品生锈的条件，防锈的基本思防锈的方法：依据铁制品生锈的条件，防锈的基本思路是路是 破坏铁制品的锈蚀条件，使铁制品破坏铁制品的锈蚀条件，使铁制品隔绝空气和水隔绝空气和水结论：结论：保持铁制品保持表面的清洁和干燥，放置时要远离保持铁制品保持表面的清洁和干燥，放置时要远离酸性环境。酸性环境。组成合金
13、，以改变铁内部的组织结构。组成合金，以改变铁内部的组织结构。在铁制品外面穿一层保护衣，既覆盖保护层。在铁制品外面穿一层保护衣，既覆盖保护层。一发现铁制品有锈蚀，马上处理。一发现铁制品有锈蚀，马上处理。倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练这就是保护金属资源的原因！这就是保护金属资源的原因！ 二二 金属资源保护金属资源保护 回收和利用废旧金属；回收和利用废旧金属； 物尽其用；物尽其用； 合理开采矿物。合理开采矿物。 矿物储量有限而且不可再生，一旦矿矿物储量有限而且不可再生，一旦矿物被开采完人类的前途在那儿呢？物被开采完人类的前途在那儿呢？寻找金属代用品；寻找金属代用品；倍速课时学练倍速课时学练倍速
14、课时学练【课堂练习【课堂练习】1. (1) (1)铝在氧气中燃烧的化学方程式为铝在氧气中燃烧的化学方程式为 此反应属于基本反应类型中的此反应属于基本反应类型中的 反应。反应。4Al + 3O4Al + 3O2 2 AlAl2 2O O3 3 （2）如右图所示，将部分铁棒插入水中，部分露在）如右图所示，将部分铁棒插入水中，部分露在干燥的空气中，试判断铁棒哪一部分生锈更快干燥的空气中，试判断铁棒哪一部分生锈更快 （填序号）（填序号） 插入水中的那部分铁棒生锈更快插入水中的那部分铁棒生锈更快 露在干燥的空气中那部分铁棒生锈更快露在干燥的空气中那部分铁棒生锈更快 两部分铁棒生锈一样快两部分铁棒生锈一样
15、快化合化合倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练2.在下列各种环境中，埋在地下的铸铁管道被腐蚀在下列各种环境中，埋在地下的铸铁管道被腐蚀 速速率最慢的是（率最慢的是（ ） A 沼泽中沼泽中 B 含较多沙粒、潮湿透气的土中含较多沙粒、潮湿透气的土中 C 河流附近的盐碱地中河流附近的盐碱地中D 干燥、有粘性、透气性差的土中干燥、有粘性、透气性差的土中3.化学反应往往需要在一定条件下进行。通过控制或化学反应往往需要在一定条件下进行。通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。下列各项所反映的措施中，能加快其化学反应速率的下列各项所反映的措施中，
16、能加快其化学反应速率的是（是（ ） A 铁门表面喷漆铁门表面喷漆 B 冰箱保存食物冰箱保存食物 C 扇子扇炉火扇子扇炉火 D 埋入地下的电线杆稍稍烧焦埋入地下的电线杆稍稍烧焦DC倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练4.铁锈的主要成分是（铁锈的主要成分是（ ）A 氧化铁氧化铁 B 四氧化三铁四氧化三铁 C 硫酸亚铁硫酸亚铁 D氧化亚铁氧化亚铁【基础巩固】【基础巩固】1.通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？容易生锈？（1）在干燥的空气中；）在干燥的空气中； （2）在潮湿的空气中；）在潮湿的空气中；（3）部分浸入食盐水中；（）部分浸入食盐水中；（4）浸没在植
17、物有中。）浸没在植物有中。2.回答下列问题：回答下列问题：（1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？（2）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净、）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净、后才能用带油的布擦？后才能用带油的布擦？C（2）（）（3）缺水缺水水不溶于油。擦干后，油才能覆盖在自行车上，与空水不溶于油。擦干后，油才能覆盖在自行车上，与空气隔绝。气隔绝。倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练3.我国古代将炉甘石（我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（）、赤铜（Cu2O）和木）和木炭粉混合加热到约炭粉混合加热到约800，得到一种外观似金子的锌和，得到一种外观
18、似金子的锌和铜的合金，试写出反应的化学方程式（提示：铜的合金，试写出反应的化学方程式（提示：ZnCO3 加热可分解为加热可分解为ZnO ）。）。 ZnCO3 高温高温 ZnO + CO3 2ZnO + C 高温高温 2Zn + CO2 2CuO + C 高温高温 2Cu + CO2倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练4.某钢铁厂每天需消耗某钢铁厂每天需消耗5000t含含Fe2O3 76%的赤铁矿，的赤铁矿， 该厂理论上可日产含铁该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是多少？的生铁的质量是多少？x=2714t5000t76% 98%x160 256 Fe2O3 + 3CO 高温高温 2Fe +
19、3CO2160 256 =5000t76% 98%x解：设需含解：设需含Fe2O3 为为80%的赤铁矿的质量为的赤铁矿的质量为x 答：答：-。 倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练5.冶炼冶炼2000t含杂质含杂质3%的生铁，需要含的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿的质量是多少？的磁铁矿的质量是多少？90%x 2000t (1-7%)232 356 Fe3O4 + 4CO 高温高温 3Fe + 4CO2160 256 =90%x 2000t (1-7%)x = 2977t解：设需含解：设需含90%的的Fe3O4的磁铁矿的质量为的磁铁矿的质量为x 答：答：-。 倍速课时学练倍速课时学练倍速
20、课时学练【能力提高【能力提高】 6.某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀放某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀放在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了。试问：在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了。试问：1菜菜刀上是否发生了化学变化？刀上是否发生了化学变化？2菜刀为什么会生锈？菜刀为什么会生锈？3为防止菜刀生锈该同学该怎么办？为防止菜刀生锈该同学该怎么办？答：答：1.发生了化学变化。发生了化学变化。2.菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上与空气中菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上与空气中的氧的氧 气接触，气接触，满足了铁生锈的条件，所以生锈。满足了铁生锈的条件，所以生锈。3.为防止菜刀生锈，将菜刀洗
21、净擦干，放在干燥处。为防止菜刀生锈，将菜刀洗净擦干，放在干燥处。或在刀上涂一层食用油，起到隔绝空气的作用或在刀上涂一层食用油，起到隔绝空气的作用 。倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练 【历史回顾【历史回顾】为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组 做了做了 如下实验。如下实验。 【实验方案】将【实验方案】将3枚洁净的铁钉同时置于如图所示环枚洁净的铁钉同时置于如图所示环 境境 下，观察铁钉锈蚀情况。下，观察铁钉锈蚀情况。I 倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练【实验现象】【实验现象】3天后，天后，I、中铁钉不生锈，中铁钉不生锈，中铁钉中铁钉 明显生锈。明显生锈。【获
22、得结论【获得结论】（1）对照实验）对照实验l、可知铁锈蚀的条件之一为可知铁锈蚀的条件之一为 . ；（2）防止铁锈蚀的一种方法是）防止铁锈蚀的一种方法是 。【拓展探究【拓展探究】（3）小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快）小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想 .在在A、B、C、D四支试中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐四支试中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、完全浸没在食盐水中的细水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、完全浸没在食盐水中的细铁丝，两天后观察，发现浸过食盐水的细铁丝锈蚀最严重。铁丝，两天后观察，发现浸过食盐水的细铁丝锈蚀最严重。 在潮湿的空在潮湿的空 气中、与酸性溶液接触、与碛性溶液接触、与食盐水接触气中、与酸性溶液接触、与碛性溶液接触、与食盐水接触涂油、喷漆、搪瓷等涂油、喷漆、搪瓷等