课件38张PPT。课题3
金属资源的利用和保护一、金属在自然界的存在形式
1.存在形式:金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除少
数很不活泼的金属如金、银等有_____形式存在外,其余
都以_______的形式存在。单质化合物2.几种常见的金属矿物及其主要成分:Fe2O3Fe3O4Al2O3【微点拨】
冶炼金属时,选择矿石应遵循的原则是所需提炼金属的含量高;矿石在冶炼过程中对环境的污染小。二、铁的冶炼
1.冶炼铁的实验装置及实验原理:
(1)实验装置。(2)实验原理(用化学方程式表示):
______________________。
(3)实验现象:玻璃管中,红棕色的氧化铁逐渐变为_____,
试管中澄清的石灰水_______,右侧导管口有_________。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2黑色变浑浊蓝色火焰2.工业炼铁:
(1)主要设备:_____。
(2)原料:_______、_____、石灰石和空气等。高炉铁矿石焦炭(3)发生的主要反应。
①产生还原剂:C+O2 CO2;CO2+C 2CO。
②生成生铁:
______________________。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO23.含杂质物质的化学方程式的计算:
(1)计算步骤。
①先将含杂质的物质质量换算成纯净物质的质量。
②将纯净物质的质量代入化学方程式进行计算。(2)不纯物质、纯物质和纯度之间的关系。
①纯物质的质量=_____________________。
②不纯物质的质量=___________________。
③纯度= 。不纯物质的质量×纯度纯物质的质量÷纯度三、金属资源保护
1.铁制品锈蚀:
(1)条件:与空气中的_____和_______接触。
(2)铁锈的主要成分:Fe2O3·xH2O,结构很疏松,不能阻
碍里层的铁继续被锈蚀。氧气水蒸气2.防止铁制品锈蚀的方法:
(1)保持铁制品表面的___________。
(2)在铁制品表面覆盖_______,如在铁制品表面涂油、
刷漆、电镀等。
(3)改变铁的组成和结构,制成耐腐蚀的_____,如不锈
钢。洁净与干燥保护层合金3.金属资源保护:
(1)保护金属资源的原因。
①金属矿物的储量有限,而且不能再生。
②废旧金属的随意丢弃会污染环境。(2)保护金属资源的措施。
①防止金属_____。
②_________废旧金属。
③_____________地开采矿物。
④寻找金属的_______。锈蚀回收利用有计划、合理代用品考点1 铁的冶炼(一氧化碳还原氧化铁)
1.实验装置:如图所示。2.发生反应:
(1)硬质玻璃管中:
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2;
(2)试管中:CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O;
(3)酒精灯处:2CO+O2 2CO2。3.注意事项:
(1)本实验对温度要求较高,应该用酒精喷灯加热,如果用酒精灯需加上网罩。
(2)由于一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,因此必须有尾气处理装置,可直接点燃使其变为无毒的二氧化碳;或者在导气管尾端接气球等将其收集起来。【延伸探究】
(1)实验开始要先通CO,目的是什么?
提示:实验开始先通CO,是为了排出装置内的空气,以免加热时CO与空气混合,可能会发生爆炸。(2)实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却,目的是什么?
提示:实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却,是为了防止氧化铁被还原成的铁粉在较高温度下被重新氧化。【典例1】(2017·滨州中考)某化学兴趣小组利用如图装置进行实验,探究工业炼铁的化学原理,试按要求填空:
世纪金榜导学号00434026(1)硬质玻璃管中观察到的现象是?????????????????
??????????????????????????????????????????????,
写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式???????????
?????????????????????????????????????????????。(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是?????????????
?????????????????????????????????????????????。
(3)装置中导管末端增加一点燃的酒精灯目的是?????
?????????????????????????????????????????????。【精讲精析】解答本题应注意以下三点:
(1)一氧化碳还原氧化铁的实验中,一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳。现象为红色物质变为黑色,澄清石灰水变浑浊。
(2)实验中先通一氧化碳,排净空气后再加热,防止发生爆炸。
(3)最后放一酒精灯,将未反应的一氧化碳处理掉,防止污染环境。答案:(1)红色物质变为黑色 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
(2)防止加热时爆炸 (3)处理尾气,防止污染环境考点2 防止铁生锈常采用的方法
1.干:保持铁制品表面洁净和干燥。
2.膜:在铁制品表面覆盖保护膜,如在车、船的表面喷涂油漆,在机械表面涂油,在杯子表面烧涂搪瓷等。3.镀:在铁制品表面镀一层其他金属,如在钢铁表面镀锌、镀铬等。
4.烤:用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜,如锯条上的烤蓝。
5.改:改善金属的本质,添加合金元素,如在铁制品中加入镍制成不锈钢,可以增强耐腐蚀性能。【典例2】(2017·青岛中考)下列防锈措施不合理的是
( )
A.钢管存放在干燥的地方
B.用盐水清洗菜刀
C.及时清除铁制品表面的锈渍
D.在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属【精讲精析】解答本题应注意以下几点:
(1)钢管存放在干燥的地方,可隔绝水分。
(2)用盐水清洗菜刀,菜刀易生锈。
(3)及时清除铁制品表面的锈渍,可防止铁制品继续锈蚀。
(4)在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属,可隔绝空气和水分。
答案:B。【拓展延伸】金属的生锈
许多金属都易生“锈”,但“锈”的结构不同,成分不同。铜在潮湿的空气中也能生“锈”,“铜锈”即铜绿,其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果。金属铝也易生“锈”,但“铝锈”同铁锈、铜锈不同,它是一层致密的氧化铝薄膜,覆盖在金属铝的表面,能防止内部的铝继续与氧气反应,起到自我保护的作用。核心素养:变化与守恒。物质的变化是有条件的,能从内因、外因等方面较全面地分析物质的化学变化。 【学科素材】
中国的高铁建设被誉为中国经济发展的奇迹,频频刷新世界纪录。与普通铁路客车相比,高铁对车体的轻量化、密封性、抗腐蚀性、美观性提出了很高的要求。考虑到降低车体自重和保证车体密封性的有效程度,高铁车体普遍采用铝合金材料。【思维行动】
(1)“高铁”列车的车身材料与飞机相同,采用轻但坚固的优质铝合金材料。“轻”反映了铝合金材料的__________,“坚固”反映了铝合金材料的________。提示:“轻”反映了铝合金材料的密度小,“坚固”反映了铝合金材料的硬度大。(2)车身表面喷漆主要是为了防止外壳生锈,其防锈原理是??????????????????????????????????????????
????????????????????????????????????。提示:喷漆的目的是隔绝空气和水,以达到防止生锈的目的。(3)修建高铁需要消耗大量的钢铁,如何保护金属资源?
__________________________________________。提示:防止金属的锈蚀、回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物等都是保护金属资源的措施。 课件35张PPT。课题3 金属资源的利用和保护1.知道一些常见的金属(铁等)矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法
2.了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的办法
3.知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性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赤铁矿（主要成分是Fe2O3)黄铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿1.金属资源的存在：______________。
2.金属元素在地壳中的含量：排在前两位的是______、_____。
3.自然界中金属的存在形式：_____、_______。
4.以化合物形式存在的金属具体表现为：____。
5.我国矿物种类和储量情况：______________。铝铁地壳和海洋单质化合物矿石齐全、丰富 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。上海宝山钢铁公司炼铁高炉 为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票 铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。一氧化碳与氧化铁的反应一、铁的冶炼实验原理实验步骤实验现象实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？实验完毕时先停止加热吗？）实验需要改进吗？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）一氧化碳还原氧化铁实验
实验原理：实验操作： 1.按上图组装仪器，并检查气密性
2.把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻轻转动玻璃管，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上3.把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排出管内的空气；待排尽后，点燃出气口处的酒精灯及酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。 4.当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。 将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O ；红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。红棕色（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。实验现象：问题讨论：
1.如何验证反应中生成了什么物质？把尾气一氧化碳烧掉，防止污染空气。 2.装置中右边的酒精灯起什么作用？3.石灰水的作用有哪些？ 澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳，便于处理尾气。 1.一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。 ? 2.实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却为止。防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。注意事项：实验改进： ?? 可将上述装置除尾气的部分，改成用气球或方便袋收集，这样收集得到的未燃的一氧化碳气体可重复利用1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
2.设备：高炉
3.反应原理：
C＋O2 CO2
CO2＋C 2CO
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
CaCO3 CaO＋CO2↑
CaO＋SiO2 CaSiO3 工业炼铁 实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行计算？例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少吨？如何防止生锈？二、金属资源保护铁的生锈过程铁生锈的实质：铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
铁锈的主要成分为：氧化铁
铁制品锈蚀的条件:
铁制品与氧气（或空气）、水蒸气同时接触研究性学习:铁的生锈过程钢铁防锈金属的防护(1)隔绝空气或氧气 (2)隔绝水联想：你通常采用哪些措施防止自行车生锈？
具体防锈方法:
a.“穿外衣”——加一层保护膜（如：刷油漆、涂油、电镀、致密的氧化膜）
b.“打强心针”——在铁中加入其他金属改变其内部结构（如：制成不锈钢）
c.保持铁制品洁净干燥。怎样保护金属资源呢?
1.防止金属的腐蚀
2.废旧金属的回收与利用
3.有计划、合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿
4.其他途径：寻找金属的代用品等 【典例1】（2015·株洲中考）下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是（ ）
A．在金属表面涂油或刷漆
B．在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬
C．制成耐腐蚀的合金
D．用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜D知识点一、金属的锈蚀知识点二、炼铁B【典例2】
（1）磁铁矿的主要成分是： （填化学式）；
（2）写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式：
；
（3）高炉炼铁得到的主要产品是 （填序号）。
A．纯铁 B．生铁 C．钢Fe3O41.铁钉在下列哪些情况下容易生锈（ ）
A.在干燥的空气中 B.在潮湿的空气中
C.部分浸入食盐水中 D.浸没于植物油中
2. 关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的说法正确的是（ ）
A.铁丝燃烧产生白烟
B.铁丝生锈是缓慢氧化
C.铁丝燃烧的产物是Fe2O3
D.铁锈的主要成分是Fe3O4BCB 3.如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液
面使高度一致，塞紧木塞，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B4.下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸 ②废电池 ③废弃橡胶、塑料制品 ④易拉罐饮料瓶 ⑤废弃电线 ⑥破旧铁锅、铝壶 ⑦变质剩饭菜 ⑧瓜皮果壳 ⑨废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有：
＿＿＿＿＿＿＿＿。
回收利用与保护金属资源相关联的是＿＿＿＿。①②③④⑤⑥⑨②④⑤⑥5. 人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。
（1）钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁常以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。
一氧化碳和Fe2O3反应的化学方程式为________________________。
（2）我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很惊人。人们常采取在铁制品表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，以防止其锈蚀。上述方法所依据的原理是 。将铁制品与空气和水隔绝（3）我国矿物储量很丰富，但人均占有量并不多，请保护金属资源！下面几种做法中，可有效保护金属资源的是 （填字母）。
a.回收利用废旧金属制品
b.任意开采铁矿石
c.铁制品不加处理，存放在潮湿的环境中
d.寻找、开发金属的代用品ad1.金属资源的存在形式：单质、化合物
2.工业炼铁的主要化学反应原理是：
3.钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。
4.金属资源的保护：防腐、回收、合理并有计划地开采、寻找金属的代用品。知识给人重量，成就给人光彩，大多数人只看到了光彩，而不去称重量。
