資源簡介

(共37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
第一課時 金屬礦物 鐵的冶煉
教學分析
學習目標
1.知道大多數金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的。
2.了解我國的金屬資源，培養可持續發展的資源意識。
3.了解高爐煉鐵的流程，體會化學方法在金屬冶煉中的重要性。
4.會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。
學習重點 工業上鐵的冶煉過程。
學習難點 實際生產時，在計算用料和產量時考慮雜質問題。
學習方法 課前收集資料，了解金屬冶煉的過程，通過觀看視頻具體了解高爐煉鐵的過程。對于有關雜質問題的計算，以練習為主，歸納錯誤原因，總結解題思路。
學具準備 礦物圖片、我國古今煉鐵的相關資料、高爐煉鐵的視頻。
情境引入
由前面的學習我們知道了金屬是一類重要的材料，人類的生活和生產都離不開金屬。由于地球上的金屬資源是有限的，所以我們需對其進行合理的利用和有效的保護。
互動新授
地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物的形式存在，含有礦物的巖石稱為礦石。
自然界中的金
自然界中的銀
互動新授
我國的金屬礦物分布怎么樣 含量又如何呢
礦物種類齊全，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。
互動新授
目前使用量最大的金屬材料是哪些 它們主要來自哪幾種礦石 礦石的主要成分是什么 我們一起來認識一下。
赤鐵礦的主要成分為Fe2O3
磁鐵礦的主要成分為Fe3O4
黃鐵礦的主要成分是FeS2
互動新授
赤銅礦的主要成分是Cu2O
鋁土礦的主要成分是Al2O3
金紅石的主要成分是TiO2
怎樣從金屬礦物中提取金屬呢？
互動新授
（鐵的冶煉）
早在春秋戰國時期，我國就開始生產和使用鐵器，從公元1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。
《天工開物》中有我國古代煉鐵的記載
互動新授
以下為上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐。
鋼的主要成分就是鐵。鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應用，它們在某種程度上代表了一個國家工業發展的水平。新中國成立后，我國的鋼鐵工業得到了飛速的發展。1949年，我國的鋼產量只有15.8萬噸，居世界第26位；1996年，我國的鋼產量首次突破1億噸，居世界前茅。
（鐵的冶煉）
互動新授
我國遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型鐵礦。鐵礦石是怎樣煉成鐵的呢 現以赤鐵礦的主要成分Fe2O3為例，來了解如何實現鐵的冶煉。
（鐵的冶煉）
互動新授
找出工業煉鐵的原料、設備、產品分別是什么
原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣；
設備：高爐；
產品：生鐵。
（鐵的冶煉）
我們來分析一下高爐煉鐵的主要流程，并分析一下原料的作用。
①底部鼓入熱空氣，頂部加入固體原料。
②底部空氣充足，碳完全燃燒生成二氧化碳。
③產生的二氧化碳受熱往上，與上面的碳發生反應，二氧化碳被碳還原成一氧化碳。
④產生的一氧化碳繼續向上，與加進來的鐵礦石接觸反應。一氧化碳將氧化鐵還原成鐵：
⑤石灰石的作用是將礦石中的二氧化硅轉變成爐渣。
C+O2===CO2
點燃
C+CO2===2CO
高溫
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2
高溫
互動新授
（鐵的冶煉）
【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)
解：1000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為1000 t×80%=800 t。
設800 t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質量是x。
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO
160 2×56
800 t x
160/2×56=800t/x 解得：x=560 t
折合為含鐵96%的生鐵的質量為560 t÷96%=583.3 t。
答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是583.3t。
高溫
互動新授
（鐵的冶煉）
拓展提高
1.下列與金屬有關的說法正確的是( )。
A.金因為化學性質穩定，所以以單質的形式存在于自然界中
B.高爐煉鐵原料中的焦炭僅提供熱量
C.高爐煉鐵得到的生鐵屬于純凈物
D.鐵礦石在地殼中含量最豐富，可以隨意開采
2.煉鐵的主要原料是( )。
A.石灰石、焦炭、生鐵 B.焦炭、氯酸鉀、二氧化錳
C.石灰石、焦炭、鐵礦石 D.鐵礦石、氧氣、二氧化錳
A
C
拓展提高
3.不屬于赤鐵礦冶煉鐵過程中的主要反應的是( )。
A.C+O2 === CO B.C+CO2===2CO
C.3CO+Fe2O3===2Fe+3CO D.4CO+Fe3O4===3Fe+4CO
點燃
高溫
高溫
高溫
D
拓展提高
4.工業上常用一氧化碳還原鐵礦石中的氧化鐵來冶煉金屬鐵。若生產含雜
質4%的生鐵5.6 t,需要含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸
解：5.6t含雜質4%的生鐵中鐵的質量為5.6t×(1-4%)=5.376 t。
設理論上需要氧化鐵的質量為x。
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO
160 112
x 5.376 t
則需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質量為7.68 t÷80%=9.6t。
高溫
160/112=x/5.376t 解得x=7.68t
課堂小結
金屬礦物
鐵的冶煉
存在形式
金、銀：單質
礦石：化合物
金屬資源的分布
原理：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO
原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
鐵的冶煉設備：煉鐵高爐
產品：生鐵
高溫
第八單元 金屬和金屬材料
課題3 金屬資源的利用和保護
第二課時 金屬資源保護
教學分析
學習目標
1.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的常用方法。
2.了解廢棄金屬對環境的影響及金屬回收再利用的價值。
3.通過鐵生銹條件的探究，培養學生的創新精神和解決實際問題的能力。
學習重點 鐵生銹的條件，防止鐵生銹的方法，金屬資源的保護。
學習難點 鐵生銹的條件的探究。
學習方法 認真觀察實驗現象、根據現象推出鐵生銹的條件、小組討論、總結。
學具準備 鐵生銹的對比實驗。
情境引入
通過上節課的學習我們已經知道，鐵是年產量最高的金屬，生活中我們也經常接觸到鐵制品，那么你見到的鐵制品都是什么樣子的 是不是都有銀白色金屬光澤
鐵軌的銹蝕
銹蝕的輪船
各種鐵制品的銹蝕
互動新授
【提出問題】我們看到了這么多生銹的鐵，那么大家來看看這些鐵制品所處的環境有什么共同點 你認為鐵在什么環境中容易生銹
鐵在潮濕的環境中容易生銹。
【思考】鐵生銹需要什么條件
水和氧氣
那么我們如何證明呢？
互動新授
【設計實驗】探究鐵生銹的條件
一半在水中
全浸在水中
干燥空氣中
植物油的作用：
隔絕氧氣
干燥劑氯化鈣的作用：吸收試管中的水蒸氣，排除水的干擾。
煮沸冷卻的蒸餾水：除去水中溶解的氧氣
互動新授
全浸在水中
一半在水中
干燥空氣中
鐵釘浸沒一半在水中： 鐵在空氣、水的界面處生銹
鐵釘完全浸沒在水中（上面還加植物油）： 鐵未生銹
鐵釘放在干燥的空氣中（加干燥劑等）： 鐵未生銹
現象
互動新授
互動新授
現象 分析 結論
試管Ⅰ
試管Ⅱ 　 試管Ⅲ 生銹
不生銹
不生銹
鐵既與水接觸，
又與氧氣接觸
鐵只與水接觸
鐵只與氧氣接觸
在水、氧氣同時存在的環境中鐵能生銹。（緩慢氧化，放熱）
觀察現象，填表
互動新授
【提問】鐵銹的主要成分是氧化鐵，而鋁表面也會形成氧化鋁薄膜，為什么鐵會生銹甚至完全銹蝕掉，但是鋁就可以穩定地存在于空氣中
氧化鋁排列緊密，可以隔絕氧氣，但是鐵銹結構疏松，不能阻止內部的鐵繼續和氧氣和水發生反應。
鐵銹 (Fe2O3) 氧化鋁 (Al2O3)
結構特點
若不除去結果
疏松多孔
完全銹蝕
致密結實
使鋁“自我保護”
氧化鐵與氧化鋁性質比較
互動新授
我們應該如何防止鐵生銹呢
防止鐵生銹的原理：就是破壞鐵生銹的條件
隔絕空氣或水分
防止鐵制品生銹的具體方法為：
保持鐵制品表面干燥和潔凈
在鋼鐵表面涂一層保護膜如：涂刷礦物油、油漆；覆蓋搪瓷塑料
鍍上一層不易銹蝕的金屬或通過化學反應使表面生成一層致密的氧化膜如 “烤藍”
改變組成結構，制成合金，如不銹鋼
互動新授
除了改變外部環境，其實我們也可以改變金屬的內部結構來防止鐵生銹，比如不銹鋼的制造。
【思考與討論】
刷油漆
涂油
鍍鉻
自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？
互動新授
鐵制品生銹是很普遍的，我國每年因為生銹報廢的鋼鐵多達上億噸，但是金屬資源是有限的，我們應該如何保護金屬資源呢
通常保護金屬資源有以下幾個途徑：
(1)防止金屬腐蝕。
(2)回收利用廢舊金屬。
(3)有計劃、合理地開采金屬礦物。
(4)尋找金屬的代用品。
互動新授
金屬資源有限，在金屬資源里還有一類儲量更加稀少的金屬，那就是有著“工業維生素”之稱的稀土元素。
拓展提高
1.被雨水淋濕的自行車，應( )。
A.先用布擦干，再用帶油的布擦拭 B.在自行車表面刷一層油漆
B.用布擦干即可 D.晾干后，用鹽酸除去銹層
2.下列建議或方法，對保護金屬資源沒有作用的是( )。
A.積極尋找金屬代替用品的開發研究 B.多開采金屬礦產
C.加強廢舊金屬的回收利用 D.防止金屬銹蝕
A
B
拓展提高
3.某些食品包裝袋內常有一小包“雙吸劑”,用來吸收氧氣和水分，以防止食品氧化。下列物質常溫下能與空氣中的氧氣和水分發生化學反應，因而可用作“雙吸劑”的是( )。
A.熟石灰 B.炭粉 C.鐵粉 D.生石灰
4.如圖所示實驗，裝置中出現的現象是( )。
A.鐵絲不變化
B.鐵絲逐漸消失
C.試管中的液面不變化
D.試管中的液面上升
C
D
拓展提高
5.下圖是探究鐵制品銹蝕的條件時做的五個實驗(鐵釘在不同環境中),實驗一段時間后，得出的結論錯誤的是( )。
A.甲、乙、戊中鐵釘生銹快慢的順序為：乙>甲>戊 B.丙中的鐵釘不生銹
C.鐵生銹的主要條件是與空氣、水直接接觸 D.丁中鐵釘生銹最嚴重
D
課堂小結
金屬的銹蝕和防護
金屬資源的保護
鐵生銹的條件
水
氧氣
防止鐵生銹的措施
防止金屬腐蝕
回收利用舊金屬
有計劃、合理地開采金屬礦物
尋找金屬的代用品
謝謝觀看

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