人教版九年级化学下册第八单元《金属资源的利用和保护》(课件27页）

(共27张PPT)
课题3 金属资源的利用和保护
学习目标
了解金属元素在自然界中的存在位置、存在形式
认识实验室炼铁和工业炼铁（反应原理、实验步骤、实验现象、注意事项等）的相同点和不同点。
有关化学反应中杂质问题的计算。
实验：铁制品锈蚀的条件（对比实验、控制变量法）
掌握金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的方法。
知道废旧金属对环境的污染，认识保护金属资源的重要性。
问题索引
阅读课本P14-19，回答下列问题：
金属元素在自然界中的存在位置、存在形式（单质or化合物）？【P14】
赤铁矿、磁铁矿的主要成分？【P15】
实验室炼铁的原理、装置、注意事项？【P16】
工业炼铁的原料、原理、装置、产物？【P16】
铁锈的主要成分？【P18】
实验：铁生锈的条件；防止铁锈蚀的方法？【P18】
怎样保护金属资源？（4条）【P19】
1.金属元素在自然界中的存在
自然界中以单质形式存在的金
自然界中以单质形式存在的银
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
探究新知
赤铁矿(主要成分是Fe2O3 )
菱铁矿(主要成分是FeCO3 )
黄铁矿/硫铁矿(主要成分是FeS2 )
磁铁矿(主要成分是Fe3O4)
红棕色
黑色
铁矿石
二硫化亚铁
1.金属元素在自然界中的存在
探究新知
碳酸亚铁
铝土矿(主要成分Al2O3)
黄铜矿(主要成分是CuFeS2)
铝矿石和铜矿石
二硫化亚铁铜
辉铜矿(主要成分是Cu2S)
硫化亚铜
孔雀石[主要成分是Cu2(OH)2 CO3]
1.金属元素在自然界中的存在
探究新知
铁架台(2套)、硬质玻璃管、单孔橡胶塞(2个)、
酒精喷灯、酒精灯、试管、双孔橡胶塞、导气管若干
CO、Fe2O3、澄清石灰水
【仪器和药品】
2.铁的冶炼
【反应原理】
3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
探究新知
（1）现象：
（2） B装置的作用：
（3）实验开始时，先通CO再点燃酒精喷灯的原因是：
（4）实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再通CO至装置冷却是原因是：
A
B
组织语言，回答下列问题：
探究新知
红棕色粉末逐渐变黑
点燃CO，减少空气污染
排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸
防止液体倒吸炸裂玻璃管；防止生成的铁再次被氧化
“先通后点防爆炸，先熄后停防止倒吸和氧化”
2.铁的冶炼
【原料】
【设备】
高炉
在高温下，利用高炉内反应生成的CO把铁从铁矿石中还原出来
【原理】
黄铁矿 FeS2
赤铁矿 Fe2O3
菱铁矿 FeCO3
磁铁矿 Fe3O4
石灰石
铁矿石
焦 炭
空 气
含铁元素的质量分数低
含铁元素的质量分数低；有污染
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2（赤铁矿）
高温
4CO+ Fe3O4 3Fe+4CO2 （磁铁矿）
高温
探究新知
2.铁的冶炼
Q1：焦炭的作用？
Q2：石灰石的作用？
生铁（含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁
提供热量；提供还原剂
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
Q3：最终产品是？
探究新知
2.铁的冶炼
上海宝山钢铁公司炼铁高炉
百炼成钢
炼铁的主要原料是铁矿石，产品是生铁，炼钢的主要原料是生铁，产品是钢。
将生铁炼成钢主要是将过量的
碳转化为气体除去。
C＋O2 CO2
点燃
探究新知
2.铁的冶炼
拓展：常见金属的冶炼方法
1.电解法：较活泼金属(如钠、钾、镁、铝等)
2.热还原法：将金属化合物与焦炭、CO发生反应，还原成金属单质。如铁、铜、锡、铅等的冶炼
3.热分解法：极少数金属的化合物不稳定，加热就可以分解成金属单质，如银、汞的化合物。
2Al2O3 4Al+3O2↑
通电
3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
CO+ CuO Cu+CO2
△
2HgO 2Hg+O2↑
△
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
探究新知
例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少
设理论上可以炼出铁的质量为x
3CO +Fe2O3 2 Fe +3CO2
160 2×56
800t x
160 800t
2×56 x
x=
560 t
560 t 96%=583t。
1000t×80％=800t
答：可以炼出生铁583t。
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
（1）若已知物不纯，需先算得其中纯物质的质量：
纯物质质量＝不纯物质质量╳纯物质质量分数＝不纯物质质量╳（1-杂质质量分数）
然后用纯物质质量带入化学方程式
（2）若待求物不纯，需先根据化学方程式算出待求物中所含纯物质质量，再由纯物质质量算得待求物（不纯物）
探究新知
如何防止铁锅生锈呢？
探究新知
3.金属的腐蚀与防护
【生活经验】
铁制品在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中容易生锈。
铁生锈与氧气、水的存在有关。
【提出猜想】
【设计对比实验】
实验1：铁+氧气+水
探究新知
【提出问题】
铁生锈需要什么条件？
实验2：铁+水
实验3：铁+氧气
经煮沸迅速冷却的蒸馏水：除去水中溶解的氧气
植物油：隔绝空气
干燥剂氯化钙：吸收水分
常用干燥剂：浓硫酸、生石灰、无水氯化钙
探究：铁制品锈蚀的条件
3.金属的腐蚀与防护
【实验现象】
铁钉生锈，水面处锈蚀严重
【实验结论】
铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触，缺一不可。
铁锈的主要成分是Fe2O3 · xH2O
探究新知
实验1：铁+氧气+水
实验2：铁+水
实验3：铁+氧气
铁钉没有生锈
铁钉没有生锈
铁生锈是铁与空气中的_________共同作用的结果，属于_______变化，铁锈是_____色固体，质地_____,主要成分是______________。
红棕
疏松
Fe2O3 · xH2O
化学
氧气、水
3.金属的腐蚀与防护
探究新知
3.金属的腐蚀与防护
稀H2SO4中
食盐水中
铁钉沾了酸液：铁钉严重锈蚀
铁钉浸没一半的在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈
酸和氯化钠能使铁在水、氧气同时存的环境中加速锈蚀
探究新知
Q：为什么铁比铝更容易生锈？
铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，能覆盖铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与空气中的水和氧气反应生成的铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
3.金属的腐蚀与防护
如何防止铁锅生锈呢？
学以致用
保持干燥
涂油
（换用不锈钢锅）
3.金属的腐蚀与防护
防止铁制品锈蚀的方法
1. 保持铁制品表面干燥和洁净
2. 形成保护层（刷漆、涂油、电镀）
3. 制成合金如不锈钢
防止铁制品锈蚀的原理
破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品隔绝空气、水(破坏一个即可)
探究新知
喷油漆
镀铬
涂油膜
镀铜
不锈钢
3.金属的腐蚀与防护
探究新知
除锈的方法
1. 物理方法：砂纸打磨
2. 化学方法：铁锈能与稀盐酸、稀硫酸反应生成可溶性物质
3.金属的腐蚀与防护
金属资源储量有限，而且不能再生
1.保护金属资源的必要性
2.保护金属资源的有效途径
(1)防止金属锈蚀
(2)回收利用废旧金属
(3)有计划、合理地开采矿物，严禁乱开矿
(4)寻找金属的代用品
4.金属资源的保护
探究新知
铜与氧气、水蒸气、二氧化碳接触。
2Cu + O2 + CO2 + H2O = Cu2(OH)2 CO3
铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2(OH)2 CO3】从元素守恒的角度猜想铜制品锈蚀的条件。并设计实验证明。
拓展提高
AE
1. 下列关于高炉炼铁的说法正确的有（ ）
A.高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳和供热；
B.高炉炼铁原料只有铁矿石、焦炭和石灰石；
C.工业炼铁主要利用焦炭的还原性夺取铁的氧化物中的氧元素；
D.高炉炼铁的产物为纯净物；
E.高炉中石灰石的作用是除去矿石中的二氧化硅。
巩固练习
2. 工业炼铁的转化过程如下，分别写出反应①②③的化学方程式：
①__________________________②_________________________
③__________________________
BD
巩固练习
【中考重庆】“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。
分析以下铁钉生锈实验的设计：
对比______可得出铁生锈一定要有氧气参与；
对比______可得出铁生锈一定要有水参与；
对比①②③可得__________________________________；
2.【2019·泰安】如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是(　　)
A.一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象
B.一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重
C.一段时间后，塑料瓶会膨胀，因为铁生锈要放热
D.一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关
①③
①②
铁生锈要有水和氧气同时存在
BD
巩固练习
1. 【2019·泰安】如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是(　　)
A.一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象
B.一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重
C.一段时间后，塑料瓶会膨胀，因为铁生锈要放热
D.一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关
3. 如图所示是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧橡胶塞，一周后观察。下列推断错误的是(　　)
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与空气、水有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
B
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin