資源簡介

(共49張PPT)
第八單元 金屬和金屬材料
課題3 金屬資源的利用和保護
學習目標
1.通過圖片展示，了解自然界中金屬的分布情況，知道一些常見的金屬礦石
2.通過工業煉鐵的原理，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法
3.通過學習實際生產中用鐵礦石原料計算所得生成物的質量的學習，會根據化學方程式對含有雜質的物質進行有關計算
4.通過對鐵釘銹蝕條件的探究，能理解導致鐵釘銹蝕的原因和條件，能說出防止金屬銹蝕的措施和方法
5.通過討論分析，能理解廢舊金屬對環境的污染，能認識回收利用廢舊金屬對環境及金屬資源保護的重要性，樹立保護金屬資源的意識
人類生活離不開金屬
【導入】
社會的進步與發展也需要大量的金屬
金屬有廣泛的用途，我們可以從自然界中直接獲取金屬單質嗎？
思考
【導入】
除少數不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余大多數都以化合物形式存在(如各種鐵礦石) 。
自然界以單質形式存在的金
自然界以單質形式存在的銀
活動1 了解金屬資源在自然界的存在
任務一 金屬礦物
常見的金屬礦石
磁鐵礦
主要成分（Fe3O4）
赤鐵礦
主要成分（Fe2O3）
鋁土礦
主要成分（Al2O3）
礦石：能用來提煉金屬的礦物。
金紅石
主要成分（TiO2）
軟錳礦
主要成分（MnO2）
赤銅礦
主要成分（Cu2O）
常見的金屬礦石
我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數國家之一，礦物儲量豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要地位。
大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要從有開采價值的金屬礦石中提取大量的金屬，用于工農業生產和其他領域。其中，提取量最大的金屬是鐵。
早在春秋戰國時期，我國就開始生產和使用鐵器，從1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。
活動2 了解煉鐵的原理
任務二 鐵的冶煉
（1）不斷鼓入空氣的目的是什么？
（2）寫出煉鐵爐中生成鐵的化學方程式。
思考
寶鋼煉鐵高爐
鐵礦石
礦石如何變成金屬？
鐵
？
工業煉鐵
觀看工業煉鐵的視頻，思考以下問題：
工業煉鐵的原料、設備和產品分別是什么？
2. 各原料分別起什么作用？
3. 主要反應有哪些？
產物：
生鐵（是混合物，主要含鐵）
原理：
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高溫
原料：
鐵礦石（磁鐵礦或赤鐵礦）：提供鐵元素
焦炭：提供還原劑(CO)，提供能量(高溫)
空氣：提供反應所需氧氣
石灰石：將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣
設備：
高爐
煉鐵高爐及爐內化學
反應過程示意圖
高爐內發生的有關化學反應：
1.以赤鐵礦為原料，主要反應為：
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高溫
2.焦炭的作用：
高溫
①提供熱量： C + O2 CO2
高溫
②提供還原劑：C + CO2 2CO
3.石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣除去：
高溫
CaCO3 CaO + CO2↑
高溫
CaO + SiO2 CaSiO3（爐渣）
例題：用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少噸？
分析：代入化學方程式計算的數據應是純凈物的質量：
赤鐵礦石 氧化鐵 鐵 生鐵
方法1：根據化學式：
1 000t × 80% × 70% ÷ 96% = 583 t （鐵元素質量守恒）
方法2：根據化學方程式計算：
【過渡】 在實際生產時,煉鐵所用的原料或所得的產物一般都含有雜質,在計算用料和產量時,應考慮到雜質問題。
【例題】 用1000 t含氧化鐵80%的赤鐵礦石,理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少 (計算結果保留一位小數)
活動3 含雜質物質的計算
解法1：1 000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為1 000t ×80%＝800t。
設800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為x。
160 112
800t x
160
112
=
800t
x
x＝560t
折合含鐵96%的生鐵的質量為 560t ÷ 96%＝583.3t（純化雜 ）
答：理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量為583.3t。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
答： 理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質量為583.3t。
解法2：1 000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為1 000t ×80%＝800t。
設800t氧化鐵理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為x。
160 112
800t x× 96%
160
112
=
800t
x× 96%
x＝583.3t
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
不純物質、純物質、物質純度之間的關系
1.純度 = = 1 - 雜質的質量分數
2.純物質的質量 = 含雜質的物質的質量 × 純度（純物質的質量分數）
4.雜質的質量 = 含雜質的物質的質量 ×（1 - 純度）
3.含雜質的物質的質量 =
含雜質物質的化學反應計算的一般步驟
1.將含有雜質物質的質量換算成純凈物的質量。
2.將純凈物的質量代入化學方程式進行計算。
3.將計算得到的純凈物質量換算成含雜質物質的質量。
計算時一般假定雜質不發生反應，因此只能將純凈物的質量代入化學方程式進行計算
（1）該3000t生鐵中含純鐵多少噸？
（2）該煉鋼廠每天需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石多少噸？（計算結果保留整數）
某煉鋼廠日產含雜質5%的生鐵3000t，試計算：
解：（1）生鐵中含純鐵的質量 = 3000 t × (1-5%) = 2850 t。
【變式訓練】
解得 x ≈ 4790t
解：（2）設需含Fe2O3質量分數為85%的赤鐵礦石的質量為x。
160 112
x×85% 2850t
160
x×85%
=
112
2850t
答：（1）該3000 t生鐵中含純鐵2850t。
（2）該煉鋼廠每天需含 Fe2O3 質量分數為 85% 的赤鐵礦石4790 t。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
【探究實驗】鐵制品銹蝕的條件
取潔凈無銹的鐵釘、試管、經煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣，分別在不同條件下進行實驗。
活動4 探究鐵生銹的條件
任務三 金屬資源的保護
編號 ① ② ③
條件 鐵釘與O2、H2O接 。 　 。 　
實驗圖示
生銹程度 　　　 　　　 　　　
不生銹
不生銹
生銹
對比 分析 對比實驗①③,說明鐵生銹一定與　　　　有關;
對比實驗①②,說明鐵生銹一定與　　　　有關
結論 分析對比實驗①②③可知,鐵生銹的條件是： 　　　　　　　　
O2
H2O
Fe與O2、 H2O同時接觸
鐵釘與O2接觸
鐵釘與H2O接觸
1.實驗中為什么要使用經煮沸迅速冷卻的蒸餾水
目的是除去水中溶解的氧氣。
2.在水面上覆蓋一層植物油的目的是什么
為了隔絕氧氣，防止氧氣溶解在水中。
實驗結論
鐵生銹的條件是鐵與水、氧氣同時接觸，即鐵生銹是鐵與水、氧氣共同作用的結果。
鐵銹的顏色：紅棕色
鐵銹的主要成分：Fe2O3·xH2O
鐵銹很疏松多不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水等反應，因此鐵制品可以全部銹蝕。
金屬生銹的條件：（1）要有能夠與金屬發生反應的物質。 （2）反應物要能相互接觸。 （3）生成物不會對反應起阻礙作用。
活動5 了解鐵生銹的應用
②利用鐵生銹吸收氧氣和水蒸氣制成鐵 粉雙吸劑，即食品中的防腐劑和干燥劑。
①利用鐵粉緩慢氧化放熱制成防寒暖貼；
鐵生銹原理的應用
只要破壞其中一個條件，鐵就不能生銹
破壞鐵制品銹蝕的條件，使鐵制品隔絕空氣或水。
防止鐵制品銹蝕的原理：
活動6 探究防止鐵制品的銹蝕原理和方法
隔絕空氣（或氧氣）
隔絕水
鋼鐵制品的防銹
干
膜
改
鍍
烤
保持鐵制品表面潔凈和干燥
在鋼鐵表面覆蓋保護層
在鋼鐵表面鍍一層其他金屬
用化學方法使表面形成致密的氧化膜
加入其他金屬，改變其組成
防銹
五字訣
防止鐵生銹的原理
膜
改
烤
鍍鉻
涂油
刷漆
平時要保持自行車的潔凈與干燥（或涂油）！
為防止自行車支架、鏈條、鋼圈等生銹,你分別采取了哪些方法
對于金屬資源，除了采取防止金屬銹蝕的措施外，還可以通過什么途徑來使金屬資源得到保護呢？
金屬的回收利用。
為什么要保護金屬資源呢？
1.金屬資源的儲量有限，而且不能再生；
2.廢舊金屬的隨意丟棄不僅造成資源的浪費，還會造成環境污染。
活動7 保護金屬資源
任務三 金屬資源的保護
思考
（1）防止金屬腐蝕。
（2）回收利用廢舊金屬。
保護金屬資源的有效途徑
（4）尋找金屬的代用品。
（3）有計劃、合理地開采金屬礦物。
回收廢舊金屬有什么意義？
可節約金屬資源。
可節約能源。
降低金屬使用成本。
可減少重金屬對水體和土壤的污染。
1. 什么是稀土資源，稀土資源可再生嗎？
儲量較少的一類金屬的統稱，有“工業維生素”之稱。
不可再生資源。
3. 觀看視頻，了解稀土資源的用途。
2. 討論如何合理利用和保護我國的稀土資源。
稀土
制定并實施了稀土行業發展規劃
對稀土出口實行配額管理
課堂小結
任務四 鞏固提高
活動8 完成課堂作業
1.下列有關金屬的說法，正確的是(　　)
A．多數金屬以單質的形式存在
B．在地殼中含量最高的金屬元素是鐵
C．常見的鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦
D．人類每年從自然界提取量最大的金屬是鋁
　C　
2.下列有關高爐煉鐵的說法中正確的一組是(　　)
①高爐中焦炭的作用是產生一氧化碳和供熱；
②高爐煉鐵原料只有鐵礦石、焦炭和石灰石；
③高爐中把鐵礦石冶煉成鐵的主要反應原理：
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2。
A. ①② B. ②③ C. ①②③ D. ①③
　D　
3.探究鐵生銹的條件，有利于尋找防止鐵制品銹蝕的方法。下列對比實驗設計與所探究的條件（蒸餾水經煮沸并迅速冷卻），對應關系正確的是（　　）
A．甲和乙：水
B．乙和丙：空氣
C．甲和丙：空氣
D．甲和丁：水
　D　
4.下列對金屬的防護措施不合理的是（　　）
A．齒輪表面涂油
B．制成合金
C．將鐵制品放在潮濕的空氣中
D．車圈鍍鉻
C
5.防止金屬銹蝕能有效保護金屬資源。下列防銹方法中，與其他三種方法原理不同的是（　　）
A．表面涂油 B．表面刷漆 C．覆蓋塑料 D．制成合金
D
6.下列做法不能有效保護金屬資源的是（　　）
A．防止金屬腐蝕 B．尋找金屬的代用品
C．回收利用廢舊金屬 D．肆意開采金屬礦物
D
7.鐵是應用最廣泛的金屬。下列有關說法正確的是（　　）
A.煉鐵原理是用合適的物質將單質鐵轉化為氧化鐵
B.將生鐵中的大部分碳反應除去得到的鋼是很純的鐵
C．鐵制品高溫處理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用
D．日常生活中的廢舊鐵制品直接填埋處理
C
8.黃銅(鋅和銅的合金)在古代應用非常廣泛，古人用爐甘石(ZnCO3)，赤銅(Cu2O)和木炭制備黃銅，其中—種流程如下：

(1)黃銅和純銅相比較，硬度更大的是_________。
黃銅
(2)反應Ⅱ中赤銅與木炭反應生成銅和二氧化碳，請寫出此反應的化學方程式________________________________。
(3)黃銅與黃金外觀上非常相似，請用一種方法對兩者進行區分____________________________________________________________________________________________________。
取少量兩者置于試管中，向試管中加入適量稀鹽酸，有氣泡生成的是黃銅，無明顯現象的是黃金
謝 謝 觀 看

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