資源簡介

(共49張PPT)
課題3：金屬資源的利用和保護
人教版 初中化學
第八單元 金屬和金屬材料
新課導入
想一想：你所熟悉的物品，哪些是由金屬材料制成的？
它們分別是由什么金屬材料制成的？
鐵
銅
鋁
不銹鋼
新課導入
想一想：你所熟悉的物品，哪些是由金屬材料制成的？
它們分別是由什么金屬材料制成的？
金
銀
鋁合金
新課導入
日常生活和工農業生產中，金屬制品的使用越來越多，越來越廣乏了。
制造這些用品的金屬，在地球上是怎樣分布？怎樣存在？又是怎樣獲取的呢？
課題3 金屬資源的利用和保護
新知學習
地球上的金屬資源
地球上的金屬資源廣乏存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形成存在外，其余都以化合物的形式存在。
自然界中以單質形式存在的金
自然界中以單質形式存在的銀
課題3 金屬資源的利用和保護
新知學習
地球上的金屬資源
地球上的金屬資源廣乏存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形成存在外，其余都以化合物的形式存在。
含鐵的礦石
課題3 金屬資源的利用和保護
新知學習
地球上的金屬資源
地球上的金屬資源廣乏存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形成存在外，其余都以化合物的形式存在。
含鋁的礦石
課題3 金屬資源的利用和保護
新知學習
地球上的金屬資源
地球上的金屬資源廣乏存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形成存在外，其余都以化合物的形式存在。
含銅的礦石
課題3 金屬資源的利用和保護
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地球上的金屬資源
金屬元素在地殼中含量
元素名稱 質量分數/% 元素名稱 質量分數/%
鋁 7.73 鎂 2.00
鐵 4.75 鋅 0.008
鈣 3.45 銅 0.007
鈉 2.74 銀 0.00001
鉀 2.47 金 0.0000005
課題3 金屬資源的利用和保護
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地球上的金屬資源
工業上是從含有金屬元素并有開采價值的礦石中提煉出金屬的。
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
也很豐富，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，人類每年要提取數以億噸
計的金屬，用于工農業生產和其他領域。其中，提取量最大的是鐵。
課題3 金屬資源的利用和保護
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一、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1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。
我國古代煉鐵圖
課題3 金屬資源的利用和保護
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一、鐵的冶煉
利用一氧化碳與鐵的氧化物反應來制取鐵的。
【煉鐵原理】
實驗室里，一氧化碳與氧化鐵的反應
課題3 金屬資源的利用和保護
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一、鐵的冶煉
【煉鐵原理】
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高溫
實驗室里，一氧化碳與氧化鐵的反應
現象：
玻璃管里，粉末由紅棕色變成黑色，試管里澄清石灰水變渾濁。
4CO +Fe3O4 3Fe +4CO2
高溫
課題3 金屬資源的利用和保護
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一、鐵的冶煉
【煉鐵原理】
工業煉鐵過程
課題3 金屬資源的利用和保護
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一、鐵的冶煉
【煉鐵原理】
鐵礦石、焦炭和石灰石
原料：
鐵礦石提供鐵，焦炭提供熱量和制造還原劑CO，石灰石將礦石中的二氧化硅轉變成爐渣。
設備：
高爐
產品：
生鐵（主）、水泥（副）
主要反應

在實際生產時，所用的原料或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。
課題3 金屬資源的利用和保護
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含雜質問題的計算
【例題分析】
例：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？
已知條件：
① 赤鐵礦石質量（1000t）
② 鐵礦石中氧化鐵含量（80%）
③ 生鐵中純鐵含量（96%）
要求問題：
生鐵的質量
涉及化學反應
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高溫
課題3 金屬資源的利用和保護
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含雜質問題的計算
例：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？
① 要求生鐵的質量，應先求純鐵的質量
生鐵 ＝ 純鐵 ÷ 生鐵中純鐵的含量
② 要求純鐵的質量，應先求氧化鐵的質量
氧化鐵＝ 鐵礦石 ⅹ鐵礦石中氧化鐵的含量
【例題理解】
課題3 金屬資源的利用和保護
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含雜質問題的計算
例：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？
① 由鐵礦石的質量求出氧化鐵的質量
② 根據化學方程式由氧化鐵質量求出純鐵的質量
【解題思路】
③ 由純鐵的質量求出生鐵的質量
課題3 金屬資源的利用和保護
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含雜質問題的計算
例：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？
【解題過程】
解
1000t 赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：
1000t ⅹ 80% ＝ 800t
設800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質量為X。
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高溫
160
112
800t
X
160
112
800t
X
=
X
= 560t
生鐵的質量為：560t÷96% = 583t
答：理論上可以煉出含鐵96%的生鐵583t.
課題3 金屬資源的利用和保護
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含雜質問題的計算
例：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？
【解題過程】
想一想：不根據化學方程式，你能求出生鐵的質量嗎？
1000t 赤鐵礦石中含Fe2O3的質量為：
1000t ⅹ 80% ＝ 800t
800t Fe2O3中含Fe的質量為：
800t ⅹ ⅹ100%＝ 560t
56ⅹ2
56ⅹ2+16ⅹ3
560t鐵折合為含鐵96% 生鐵的質量為：
560t÷96% = 583t
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含雜質問題的計算
【練一練】
某鋼鐵廠每天需消耗5000t含 Fe2O3 76%的赤鐵礦石，該廠理論上可日產含Fe98%的生鐵的質量是多少？
解
5000t 赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：
5000t ⅹ 76% ＝ 3800t
設3800t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質量為X。
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高溫
160
112
3800t
X
160
112
3800t
X
=
X
= 2660t
生鐵的質量為：2660t÷98% ≈ 2714t
答：理論上可以煉出含鐵98%的生鐵2714t.

課題3 金屬資源的利用和保護
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含雜質問題的計算
【練一練】
2. 冶煉 2000t 含雜質3%的生鐵，需要含Fe3O4 90%的磁鐵礦石的質量是多少？
解
2000t 含雜質 3% 的生鐵中含純鐵質量為：
2000t ⅹ( 1－3% ) ＝ 1940t
設需要磁鐵礦石的質量為X。
4CO +Fe3O4 3Fe +4CO2
高溫
232
168
1940t
90%X
X
≈ 2977t
答：需要磁鐵礦石的質量是2977t。
168
232
1940t
=
90%X

課題3 金屬資源的利用和保護
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一方面，人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，以提取數以億噸計的金屬。另一方面，現在世界每年因腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產量的20%~40%。
防止金屬腐蝕和保護金屬資源已成為科學研究和技術領域中的重大問題。
課題3 金屬資源的利用和保護
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現有潔凈無銹的鐵釘、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，設計實驗并證明鐵制品銹蝕的條件。
二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【實驗探究】
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【實驗探究】
現象：
?
?
?
? 號鐵釘生銹了 ，? 號鐵釘沒有生銹，? 號鐵釘沒有生銹。
分析：
? 號鐵釘與空氣中、水都接觸了，? 號鐵釘與水接觸了，但沒有與空氣
接觸，? 號鐵釘與空氣接觸了，但沒有與水接觸。
結論：
鐵生銹的條件需要同時有空氣和水與鐵接觸時，鐵才會生銹。
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二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【實驗探究】
問題與反思：
?
?
?
① 為什么要用經過煮沸迅速冷卻的蒸餾水來進行實驗？
② 植物油起什么作用？
③ 鐵制品生銹后，若不及時處理鐵銹會怎樣？
④ 怎樣防止鐵制品生銹？
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【實驗探究】
問題與反思：
① 為什么要用蒸餾水來進行實驗？
② 植物油起什么作用？
③ 鐵制品生銹后，若不及時處理鐵銹會怎樣？
④ 怎樣防止鐵制品生銹？
蒸餾水是純凈物，經煮沸冷卻后，把溶于水中的氧氣趕走了，普通水中還溶有一些其他物質，
若水中含有其他物質會對實驗結論缺乏說服力。
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二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【實驗探究】
問題與反思：
① 為什么要用蒸餾水來進行實驗？
② 植物油起什么作用？
③ 鐵制品生銹后，若不及時處理鐵銹會怎樣？
④ 怎樣防止鐵制品生銹？
植物油可以防止空氣進入蒸餾水中
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【實驗探究】
問題與反思：
① 為什么要用蒸餾水來進行實驗？
② 植物油起什么作用？
③ 鐵制品生銹后，若不及時處理鐵銹會怎樣？
④ 怎樣防止鐵制品生銹？
鐵生銹后生成的鐵銹（主要成分是Fe2O3˙XH2 O ）很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水等反應。
所以鐵制品生銹后，若不及時處理，會全部銹蝕。
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【實驗探究】
問題與反思：
① 為什么要用蒸餾水來進行實驗？
② 植物油起什么作用？
③ 鐵制品生銹后，若不及時處理鐵銹會怎樣？
④ 怎樣防止鐵制品生銹？
防止鐵制品生銹主要破壞鐵生銹的條件，不讓鐵制品與空氣接觸，或不與水接觸，或與空氣、水都不接觸。主要措施有：刷漆、涂防銹油、鍍上其他耐磨和耐腐蝕的金屬、烤藍、保持干燥等。
注意：不同的金屬制品應根據實際情況采用合適的防銹措施。
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
1. 金屬的腐蝕和防護
【討論】
2.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？
1.廚房里的鐵鍋、普通菜刀分別采用什么防銹措施？
鐵鍋和菜刀都是用過后把水擦干，保持干燥就可以了。
車架：在表面上刷漆
鏈條：在表面上涂防銹油
鋼圈：在表面上鍍上一層鉻。
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
礦物的儲量有限，而且不能再生。根據目前已探明的一些礦物的儲量，并根據目前這些金屬的消耗速度，一些礦物可供開采的年限如圖：
怎樣保護金屬資源呢？
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
2. 金屬資源保護
保護金屬資源：
課題3 金屬資源的利用和保護
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二、金屬資源保護
2. 金屬資源保護
保護金屬資源：
① 防止金屬腐蝕；
② 金屬的回收利用；
③ 有計劃、合理開采礦物；
④ 尋找金屬的代用品。
新知總結
2.把鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程，其主要反應原理是在高溫下，一氧化碳奪取鐵礦石里的氧，將鐵還原出來。
3.在實際生產時，所用的原料或產物一般都含有雜質，在計算用料和產
量時，應注意雜質問題。
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高溫
4CO +Fe3O4 3Fe +4CO2
高溫
1.地球上的金屬除了金、銀等少數不活潑的金屬以單質形式存在外，
其余的都是以化合物的形式存在。
課題3 金屬資源的利用和保護
新知總結
4. 鐵生銹的主要條件是與空氣和水（或水蒸氣）直接接觸，如果隔絕空氣和水，就能在一定程度上防止鋼鐵生銹。在鋼鐵表面涂油、刷漆、鍍耐磨和耐腐蝕的鉻及制造耐腐蝕的合金如不銹鋼等，都能防止鋼鐵生銹。
5. 保護金屬資源的有效途徑是防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物，以及尋找金屬的代用品等。
課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
1. 下列防銹措施合理的是 （ B ）
A．經常用水沖洗自行車鏈條 B．在鐵制暖氣片上刷“銀粉”
C．用“鋼絲球”打磨鋁鍋表面 D．用過的菜刀及時用鹽水清洗
2. 在金屬表面覆蓋保護膜是普遍采用的金屬防銹措施之一。下列自行車的
防銹措施中，不屬于覆蓋保護膜的是 （ A ）21教育網
A．擦拭保持潔凈與干燥 B．鏈條上油
C．輪圈鍍鉻 D．車架噴漆


課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
3. 金屬元素在自然界分布不均勻，如非洲多金礦，澳大利亞多鐵礦，中國富
產鎢。從整個地殼中元素含量多少分析，最豐富的金屬元素是 ( A )
A.鋁 B.硅 C.鐵 D.鈣
4. 能解釋“古代鐵制品保存至今的很少”的理由是（ D ）
A. 鐵元素在地殼里的含量少
B. 冶煉鐵的原料少，且冶煉困難
C. 鐵易置換出其他金屬
D. 鐵易生銹，且鐵銹對鐵制品無保護作用


課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
5. 將垃圾分類回收利用，既節約資源，又防止污染，符合可持續發展的要求。
例如：破鐵鍋、壞車架、廢棄易拉罐、舊電線和鋁材下腳料等可歸為一類
回收，它們屬于 （ A ）
A. 金屬材料 B. 氧化物 C. 單質 D. 非金屬
6. 下列關于回收鋁飲料罐說法不正確的是 （ D ）
A. 回收鋁飲料罐可以節約金屬資源
B. 回收鋁飲料罐可以節約能源
C. 回收鋁飲料罐可以減少對環境的污染
D. 回收一個鋁飲料罐比制造一個鋁飲料罐要貴


課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
7. 下列于金屬資源的說法中，不正確的是 ( B )
A.自然界中除少數不活潑的金屬如金、銀等以單質形式存在外，其余都以
化合物形式存在
B.自然界中的金屬資源是取之不盡的
C.防治金屬銹蝕﹑回收利用廢舊金屬可以保護金屬資源和環境
D.合理開發礦物﹑尋找金屬代用品是保護金屬資源的有效途徑
8. 某些食品包裝袋內有一小包黑色粉末，用來吸收氧氣和水分，以防止食品
腐敗，常稱“雙吸劑”。下列物質屬于“雙吸劑”的是 ( A )
A.鐵粉 B.炭粉 C.氧化銅 D.生石灰


課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
9. 鐵在潮濕的空氣里會發生銹蝕，證明氧氣一定參加了反應必須要做的實
驗是 ( A )

A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③

課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
10. 下列設計中不符合實驗設計意圖的是 ( B )
A. 驗證CO具有還原性
B. 驗證生成物CO2的密度比空氣大
C. 驗證CO和Fe2O3的反應需要加熱
D. 防止有毒的CO氣體對空氣的污染

課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
11. 關于金屬材料的銹蝕說法不一，下列說法中，沒有科學道理的是( D )
A. 金屬經常接觸水和空氣銹蝕加快
B. 改變金屬的內部結構能抵御金屬銹蝕
C. 金屬表面刷油漆可以抵御金屬銹蝕
D. 不斷擦去鋁表面的銹能抵御鋁的繼續銹蝕
12. 人類的生活和生產都離不開金屬。下面對金屬的利用不是由金屬活動性
決定的是（ D ）
A. 用鐵回收含銀廢液中的銀 B. 用鋅與稀硫酸反應制取氫氣
C. 古代金銀制品能保存至今 D. 用鋁合金制作門窗框架


課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
13. 鋁、鐵、銅是我們生活中使用比較廣泛的金屬。
(1)以上用品中，主要利用金屬導電性的是_______(填序號)。
(2)鋁制品表面的污漬不宜用鋼絲球擦洗，以免破壞表面的_____________。
A
氧化膜


課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
13. 鋁、鐵、銅是我們生活中使用比較廣泛的金屬。
(3) 切過蔬菜的菜刀，擱置在砧板上一段時間后生銹了。鐵在空氣中銹蝕，
實際上是鐵跟 等物質發生化學反應的結果。
(4) 銹蝕鋼鐵回收重新冶煉是保護金屬資源的一條有效途徑。寫出用一氧化碳
在高溫條件下還原銹蝕鋼鐵的化學方程式_______________________________。
空氣中的水蒸氣和氧氣
3CO +Fe2O3 2Fe +3CO2
高溫


課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
14. 兩同學為探究鐵生銹的條件，一個將一根干燥的鐵絲彎成圖一所示的形
狀，并將其兩端分別插入盛有水的燒杯甲中和盛有植物油的燒杯乙中，
放置一星期后，觀察鐵絲A、B、C三處表面發生的變化，你認為何處鐵
銹最明顯？為什么？ 。
A處 因為此處既接觸空氣又接觸水

課題3 金屬資源的利用和保護
課堂練習
另一同學采用圖二裝置，放置三個星期后，他能觀察到的除了鐵絲表面變
化外，還有的現象是 。由此現象你得到了哪
些結論？ 。
導管中液面上升一定高度
鐵生銹要具備兩個條件：與水接觸，與氧氣接觸


課題3 金屬資源的利用和保護
作業布置
課題3 金屬資源的利用和保護
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