《83金属资源的利用和保护课件（人教版九年级下）(2).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《83金属资源的利用和保护课件（人教版九年级下）(2).ppt（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题3 3 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护第一课时第一课时1一、金属元素在自然界中的存在形式一、金属元素在自然界中的存在形式极少数极少数化学性质较不活泼的金属，如金、银、化学性质较不活泼的金属，如金、银、铂铂等以等以单质单质形式存在。形式存在。自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银其余其余大多数大多数以以化合物化合物的形式存在的形式存在，如铁、锌、钠如铁、锌、钠和钙等和钙等。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在金属化合物在自然界中以矿物的形式存在，有矿物的岩石称为矿石有矿物的岩
2、石称为矿石2赤铁矿赤铁矿黄铁矿黄铁矿FeSFeSFeSFeS2 2菱铁矿菱铁矿FeCOFeCOFeCOFeCO3 3 3 3Fe2O3磁铁矿磁铁矿 FeFe3 3O O4 4铁矿石铁矿石70724846冶炼过程中产生的废气会造成酸雨的是冶炼过程中产生的废气会造成酸雨的是哪种矿石？哪种矿石？如果你是老板，你会用哪种矿如果你是老板，你会用哪种矿石来炼铁？石来炼铁？707248463 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O黄铜矿黄铜矿 CuFeS2辉铜矿辉铜矿 Cu2S铜铜矿矿石石我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家这一，矿物储量也很丰
3、富，其中国家这一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钨、钼、钛、锡、锑钛、锡、锑等储量居世界前列，等储量居世界前列，铜、铝、锰铜、铝、锰等等储量在世界观上也占有重要志地位。储量在世界观上也占有重要志地位。大自然向人类提供了丰富的大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源金属矿物资源，人类每年要提炼数以人类每年要提炼数以亿吨计的金属亿吨计的金属用于工农业用于工农业生产和其它领域。其中，提取量最大的是生产和其它领域。其中，提取量最大的是铁铁。5二、铁的冶炼二、铁的冶炼早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。世
4、纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。6二.铁的冶炼为纪念为纪念1996年中国钢产产量突年中国钢产产量突破破1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票上海宝山钢铁公司炼铁高炉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。后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。1949年，我国的钢产年，我国的钢产量只有量只有158万吨，居世界第万吨，居世界第26位；位；1996年，我国的钢产量首次年
5、，我国的钢产量首次突破突破1亿吨，居世界前茅亿吨，居世界前茅。7现象现象分析分析反应式反应式尾气处理尾气处理红色的红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生变成灰黑色，同时产生的气体的气体使澄清的使澄清的石灰水变浑浊石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色灰黑色)与二氧化碳与二氧化碳1.1.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验室用一氧化碳还原氧化铁Fe2O3用燃着的酒精灯将尾气点燃或用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气用气球收集尾气【实验【实验8-3】Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温证明产物中有铁粉的方法是：证明产物中有铁粉的方法是：用磁铁吸用磁铁吸(或加稀
6、盐酸有气泡或加稀盐酸有气泡)81、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方、为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是框中连接的是C和和D，导管接口的连接顺序，导管接口的连接顺序a 。C装置中装置中NaOH的作用是的作用是 。2、实验开始时，应、实验开始时，应 (填填“先加热再通先加热再通CO”或或“先通先通CO再加热再加热”)，目的是，目的是 。3、实验进行一段时间后，玻璃管、实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为中出现的现象为 ，反应方程式为，反应方程式为 。4、除、除CO外，还有哪些物质可以还原外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写请写一物质的化学式一物质的
7、化学式)。用一氧化碳与氧化铁的反用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有置如下图所示。请回答有关问题：关问题：d b e除去残余的二氧化碳除去残余的二氧化碳 先通一氧化碳再加热先通一氧化碳再加热 除去玻璃管内的空气，防止加热爆炸除去玻璃管内的空气，防止加热爆炸 Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2高温高温C或或H2 固体由红棕色变成黑色固体由红棕色变成黑色92.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。（1）写出图中标有序号的仪器名称）写出图中标有序号的仪器名称，。(2)实验过程中，先要进行的是实验过程中，先要进行的是_
8、。（填。（填或或）加热加热通一氧化碳通一氧化碳(3)A中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是。B中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是，B中观察到的现象是中观察到的现象是_。(4)该装置的不足之处是该装置的不足之处是。铁架台铁架台试管试管Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊10实验注意事项实验顺序：通气-加热-停止加热-继续通气（一氧化碳“早出晚归”酒精灯“迟到早退”）先通入CO的目的：先撤酒精灯的原因：将
9、试管中的空气排出，将试管中的空气排出，防止防止CO与空气混合爆炸与空气混合爆炸防止空气中的氧气再防止空气中的氧气再次进入试管，将铁氧次进入试管，将铁氧化化11铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁高炉炼铁12原料：铁矿石、焦炭、石灰石原料：铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温2.2.工业炼铁：工业炼铁：反应的化学方程式：反应的化学方程式：CO是还原剂；是还原剂；Fe2O3是氧化剂是氧化剂原理：原理：在在高温高温条件下利用炉内反应生成条件下利用炉内反应生成的的CO作还原剂，把作还原剂，把铁从铁矿石铁从铁矿石中还原出来。中还原出来。13设备：炼铁高炉设备：炼铁高
10、炉铁矿石、焦炭、石灰石铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温CO2C2CO 高温高温C+O2CO2点燃点燃14.生铁出口低于炉渣出口原因：生铁密度大于炉生铁出口低于炉渣出口原因：生铁密度大于炉渣密度渣密度焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原还原 为为 具有还原性的具有还原性的CO。铁矿石：提供铁元素铁矿石：提供铁元素。（含铁量高；不含有害元素（含铁量高；不含有害元素S等）等）.石灰石：将矿石中的二氧化硅转变石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。为炉渣。问题问题15例题例题用用1000t含氧化铁含氧化铁80的赤铁矿石，理论上的赤
11、铁矿石，理论上可以炼出含铁可以炼出含铁96的生铁多少吨？的生铁多少吨？解解:1000t赤铁矿石含氧化铁的质量为赤铁矿石含氧化铁的质量为1000t80%=800t设：设：800t氧化铁可炼出铁的质量为氧化铁可炼出铁的质量为X。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高高温温160112800tX160800t112X=X=560t含铁含铁96的生铁质量为的生铁质量为560t96%=583t答：可冶炼出答：可冶炼出96的生铁的生铁583t。三三.计算计算16在在实际生产时实际生产时,所用的原料或产物一般都含所用的原料或产物一般都含有杂质有杂质,在计算用料时和产量时在计算用料时和产量时,应考虑到杂质应考虑
12、到杂质问题。问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。含杂质的物质的化学方程式的含杂质的物质的化学方程式的计算计算：m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度（质量分数）（质量分数）m(不纯不纯)=m(纯纯)纯度纯度（质量分数）（质量分数）17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第二课时18铁轨的锈蚀铁轨的锈蚀铁钉的生锈铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀各种铁制品的锈蚀为了减少损失，为了减少损失，需要探究需要探究金属锈金属锈蚀的原因蚀的原因、防护防护的方法的方法和和废金属废金属的回收利用的回收利用金属锈蚀给
13、人类金属锈蚀给人类带来了巨大的损带来了巨大的损失。失。19一一探究铁生锈的条件探究铁生锈的条件蒸蒸馏馏水水蒸馏水蒸馏水植植物物油油棉棉花花和和干干燥燥剂剂铁钉铁钉回回浸泡铁钉的浸泡铁钉的一部分一部分哪种条件下哪种条件下,铁最易生铁最易生锈锈?为什么为什么?20铁生锈条件的探究铁生锈条件的探究现象现象现象现象分析分析分析分析结论结论结论结论试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管试管生锈生锈生锈生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈不生锈铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，铁既与水接触，又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触又与氧气接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水接触铁只与水
14、接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触铁只与氧气接触在水、在水、在水、在水、氧气同氧气同氧气同氧气同时存在时存在时存在时存在的环境的环境的环境的环境中铁能中铁能中铁能中铁能生锈生锈生锈生锈。（缓慢氧（缓慢氧化，放热）化，放热）21三角架：三角架：钢线钢线(辐条）：辐条）：链条：链条：刷漆刷漆镀一层耐腐蚀的金属镀一层耐腐蚀的金属,镀镍或铬镀镍或铬涂油等涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈：22防止铁生锈的方法防止铁生锈的方法(破坏破坏铁生锈的条件即可铁生锈的条件即可)1.保
15、持铁制品表面的洁净和干燥。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、镀上在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷、镀上耐腐蚀的耐腐蚀的金属、烤蓝（金属、烤蓝（即表面生成致密的氧化膜保护层即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁），使铁制品与空气和水隔绝。制品与空气和水隔绝。3.制成耐腐蚀的合金，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。点镍和铬而制成的合金。通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？铁制品锈蚀有什么建议？讨论讨论23二、金属资源保护二、金属资源保护资料一：资料一：据有关资料
16、报道，据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于废的金属设备和材料相当于年产量的年产量的20%20%40%40%。资料二：资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。一些矿物的储量有限，而且不能再生。一些矿物、可供开采的年限矿物、可供开采的年限24保护金属资源保护金属资源1.防止金属腐蚀防止金属腐蚀2.回收利用废旧金属回收利用废旧金属3.有计划有计划,合理有效地开采矿物合理有效地开采矿物4.寻找金属的代替品寻找金属的代替品25图图8-26金属的回收利用金属的回收利用回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐
17、要便宜罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和，而且还可以节约金属资源和95%能源。能源。目前世界上有目前世界上有50%以上的铁和以上的铁和90%以上的金得到回收利以上的金得到回收利用。用。26讨论讨论废弃金属的回收有什么意义？废弃金属的回收有什么意义？v 可节约金属资源可节约金属资源可节约金属资源可节约金属资源v 由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源弃金属并再利用可节约能源v 降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品
18、的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品得到物美价廉的金属制品v 可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染可减少金属对环境的污染27反馈练习反馈练习1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是是（）（）A.在潮湿、致密的土壤中在潮湿、致密的土壤中B.在干燥、致密的土壤中在干燥、致密的土壤中C.在潮湿、疏松的土壤中在潮湿、疏松的土壤中D.在干燥、疏松的土壤中在干燥、疏松的土壤中2.某运输用铁船，在水中行驶，最易
19、生锈的部位是某运输用铁船，在水中行驶，最易生锈的部位是()CBA.水面上的船头部分水面上的船头部分B.水面附近的船体部分水面附近的船体部分C.水面下的船底部分水面下的船底部分D.各部分都一样速度生锈各部分都一样速度生锈283.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是（下列做法中不能起防锈作用的是（）在铁制品表面镀锌在铁制品表面镀锌在铁制品表面涂油脂在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层保留铁件表面的铁锈作保护层在铁器表面刷油漆在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗自行车脏了用清水冲洗用废酸液冲洗铁制污水管道用废酸液冲洗铁制污水管道
20、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A.B.C.D.B294.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件，他将。某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。三支试管中进行研究。请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：编号编号操作方法操作方法实验目的实验目的A探究铁在干燥空气中的生锈情况探究铁在干燥空气中的生锈情况B放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封用植物
21、油液封C探究铁在有空气和水时的生锈情况探究铁在有空气和水时的生锈情况加热烘干试管，小心放加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子入铁钉，塞上塞子探究铁在有水而无空气探究铁在有水而无空气（氧气）时的生锈情况（氧气）时的生锈情况小心放入铁钉，注入蒸馏小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中水，使铁钉部分浸入水中30本单元小结：本单元小结：一、金属和金属材料一、金属和金属材料金属与非金属物理性质的比较：金属与非金属物理性质的比较：物理性质物理性质金属金属非金属非金属状态状态 在常温下，除汞在常温下，除汞(Hg)是液体是液体外，其余都是固体外，其余都是固体 在常温下，有固、液、气在常温下，有固、液、气
22、三态三态密度密度 一般较大一般较大 一般较小一般较小光泽光泽 有有 一般无一般无导电性导电性导热性导热性能导电、导热能导电、导热 一般不导电、不导热一般不导电、不导热延展性延展性有有没有没有312.金属材料包括金属材料包括纯金属和合金纯金属和合金。把两种或两种以上的金属熔合。把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以得到具有金属特性的合金性的合金。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因。由于合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好，因此，在实际中大量使用的金属材料是合金。此，在实际中大量使用的金属材
23、料是合金。二、金属的化学性质二、金属的化学性质1.很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应很多金属都能与氧气、盐酸和稀硫酸等起反应，但反应的难易和剧烈程度不同。的难易和剧烈程度不同。)以以Fe、Al、Cu为例，写出它与氧气、为例，写出它与氧气、稀硫酸反应的化学方程式。稀硫酸反应的化学方程式。，。Fe+H2SO4FeSO4+H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H23Fe+2O2Fe3O4点燃点燃4Al+3O22Al2O3点燃点燃2Cu+O22CuO Cu+H2SO4不反应不反应322.由一种单质由一种单质和一种和一种化合物反应，生成另一种单质化合物反应，生成另一种单质和另一种和
24、另一种化合物的反应叫做置换反应。例如化合物的反应叫做置换反应。例如如果用如果用A+BC来表示化合反应的话，请用相似来表示化合反应的话，请用相似的方法来表示分解反应和置换反应。的方法来表示分解反应和置换反应。置换反应：置换反应：A+BC B+AC分解反应：分解反应：ABA+B，。Zn+H2SO4ZnSO4+H2Fe+CuSO4FeSO4+Cu333.常见金属活动性顺序如下：常见金属活动性顺序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性，由强逐渐减弱金属活动性，由强逐渐减弱举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：举例说明金属活动性顺序可以给你哪些判断的依据：。
25、只有排在只有排在H前面的才能置换酸中的氢。前面的才能置换酸中的氢。只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来。的化合物的溶液中置换出来。(KCaNa 特殊、反应复杂特殊、反应复杂)34三、金属资源保护三、金属资源保护3CO+Fe2O32Fe+3CO2；=高温高温1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：在实际生产时在实际生产时,还会遇到有关杂质的计算问题。还会遇到有关杂质的计算问题。2.铁锈蚀的主要条件以及铁锈蚀的主要条件以及防止铁防止铁锈蚀的主要措施是：锈蚀的主要措施是：铁锈蚀的主要条件是铁与
26、空气中的氧气、水蒸气等发生化学铁锈蚀的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨反应。防止铁锈蚀的主要措施是在铁表面涂油、刷漆、镀上耐磨和和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，就能防止钢铁生锈。生锈。防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采防止金属的腐蚀、回收与利用废旧金属、合理有效地地开采矿物矿物,以及寻找金属代用品等。以及寻找金属代用品等。4.保护金属资源的有效途径是：保护金属资源的有效途径是：列比例时，一定要用纯量。列比例时，一定要用纯量。m(纯纯)=m(不纯不纯)纯度纯度35