(共49张PPT)
第八单元
金属和金属材料
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。
一、金属资源
常见的铁矿石
磁铁矿(Fe3O4)
赤铁矿(Fe2O3)
褐铁矿(Fe2O3·nH2O
)
黄铁矿(FeS2
)
罕见的铁矿石
七彩针铁矿
这不是一种稀有矿物，也没有完整的结晶，但它因晕彩而呈现出七彩颜色十分吸引人。
常见的铜矿石
黄铜矿(CuFeS2
)
孔雀石(Cu2(OH)2CO3
)
辉铜矿（Cu2S）
罕见的铜矿石
毛赤铜矿(Cu2O
)
其它矿石
金红石(TiO2)
闪锌矿
（ZnS）
1、矿石
1、矿石
元素名称
质量分数%
元素名称
质量分数%
铝
7.73
镁
2.00
铁
4.75
锌
0.008
钙
3.45
铜
0.007
钠
2.
74
银
0.00001
钾
2.47
金
0.0000005
地壳中含量最多的金属是Al！
金属元素在地壳中含量：
活动一、实验室铁的冶炼
图8-22上海宝山钢铁公司炼铁高炉
活动一、实验室铁的冶炼
图8-19
为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票
活动一、实验室铁的冶炼
现象
分析
反应式
尾气处理
红色的Fe2O3变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊
一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳
1.实验室用一氧化碳还原氧化铁
①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气
【实验8-3】
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高温
证明产物中有铁粉的方法是：
用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡
)
（VIDEO）
CO2
+
Ca(OH)2
CaCO3
↓+
H2O
2CO
+
O2
2CO2
点燃
活动一、实验室铁的冶炼
实验步骤：
①.按下图组装仪器，并检查其气密性。
②把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。
一氧化碳还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行，防止一氧化碳污染空气。
③点燃（或用气球收集）右边（出气口）酒精灯
活动一、实验室铁的冶炼
④通入一氧化碳气体
⑤点燃酒精喷灯给氧化铁加热
⑥待硬质玻璃管内红色物质完全变为黑色时停止加热
⑦待玻璃管内固体冷却后再停止通入一氧化碳
（防止Fe被氧化），然后熄灭右边酒精灯
先通CO后点灯，防止通入的一氧化碳与玻璃管中的空气混合在加热时发生爆炸。
实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。
1、先通CO还是先点灯？为什么？
2、先熄灭灯还是先停止通CO？为什么？
反思交流
活动一、实验室铁的冶炼
(1)原料：铁矿石、焦炭、石灰石
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高温
2.工业炼铁：
反应的化学方程式：
CO是还原剂；
Fe2O3是氧化剂
（2）原理：
焦炭在高温条件下跟O2反应生成CO,
CO作还原剂，在高温条件下把铁矿石中
的铁还原出来。
活动二、工业铁的冶炼
（3）设备：炼铁高炉
铁矿石、焦炭、石灰石
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
高温
CO2＋C
2CO
高温
C?+?O2??
?
CO2
点燃
（4）产品：
生铁
活动二、工业铁的冶炼
炼铁时各物质的作用：
石灰石：把杂质转化为炉渣
焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。
活动二、工业铁的冶炼
在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。
不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：
列比例时，一定要用纯量。
3.含杂质的物质的化学方程式的计算：
m(纯)
=
m(不纯
)×纯度
m(不纯)
=
m(纯)
÷
纯度
纯度=
纯物质的质量
不纯物质的总量
×100%
活动三、炼铁纯度计算
例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3)
80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？
Fe2O3+3CO===2Fe
+
3CO2
高温
解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t
×80%＝800t。
设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。
160
112
800t
X
160
800t
=
112
X
X＝560t
折合含铁96%的生铁的质量为560t÷
96%＝583t (纯化杂)
答：
1000t含氧化铁(Fe2O3)
80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。
或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。
Fe2O3+3CO===2Fe
+
3CO2
高温
160
112
800t
X×96%
160
:112＝800t
:X×96%
X＝583t
(杂化纯)
活动三、炼铁纯度计算
⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。
解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t.
Fe2O3
+
3CO===
2Fe
+
3CO2
112
X·
85%
2850t
高温
160
X·
85%
=
112
2850t
X≈4790t
答：⑴该3000
t生铁中含纯铁2850t。
⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。
1.某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：
⑴该3000
t生铁中含纯铁多少吨？
⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多
少吨？（计算结果保留整数）
课堂练习：
活动三、炼铁纯度计算
2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
（1）写出图中标有序号的仪器名称①
，②
。
(2)实验过程中，先要进行的是______________
。（填Ⅰ或Ⅱ）
Ⅰ．加热
Ⅱ．通一氧化碳
(3)A中反应的化学方程式是
。
B中反应的化学方程式是
，
B中观察到的现象是_______________
。
(4)该装置的不足之处是
。
铁架台
试管
Ⅱ
Fe2O3+3CO
===
2Fe+3CO2
高温
没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
澄清的石灰水变浑浊
①
②
活动三、炼铁纯度计算
第八单元
金属和金属材料
（第2课时）
金属的腐蚀
你知道吗？
钢铁为什么比铝易腐蚀？钢铁在哪些场所易被腐蚀？腐蚀的条件又是什么？
指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程
1、金属的腐蚀与防护
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
1）铁跟氧气的反应
2）铁跟酸反应
3）铁跟某些化合物溶液（盐溶液）反应
3Fe+2O2====Fe3O4
点燃
思考：铁有哪些化学性质？(能跟哪些物质反应）
思考：铁在什么环境下容易发生锈蚀？
大多数金属都较活泼，在空气（O2）中达到一定条件就会生锈（氧化），不同的金属，生锈的条件不同。
潮湿的空气
(Fe
+
2HCl===FeCl2
+
H2↑)
(Fe
+
CuSO4==FeSO4
+
Cu)
0
+1
-1
+2
-1
0
0
+2
-2
+
2
-
2
0
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
蒸馏水
植物油
棉花和干燥剂
铁钉
课P17
探究：铁制品锈蚀的条件
或煮沸水
金属的腐蚀的原理
（使水中不含
）
A
B
C
O2
A组的铁钉与_______接触；
B组的铁钉与_______接触；
C组的铁钉与_______接触
水和空气
水
空气
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
A
B
C
通过观察实验分析：铁生锈要同时与哪些物质接触？
一段时间后
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
在潮湿空气中
在水中
干燥空气中
现象
不生锈
不生锈
生锈（铁表面形成红褐色的粉末）
小结：铁在朝湿的空气中容易生锈
1、铁锈蚀的条件（实质）：
铁与空气中的
、
等发生
变化的过程。属
氧化。
铁在潮湿空气
铁锈(混合物）
Fe+O2+H2O
Fe2O3·XH2O
化学变化
化学变化
（红色粉末）
（红色粉末）
H2O
O2
H2O
O2
氧气
水蒸气（水）
化学
缓慢
写在P18图下段落开头。
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
（铁锈的主要成分）
3）当铁表面生锈后，铁锈能否起保护膜的作用，能否使里层的铁不能再进一步氧化？
不能。铁锈是很疏松的，不能做保护膜。所以，当铁生锈后，若不及时处理，由于铁锈的吸水性而加快铁制品的锈蚀速度，直至全部变为铁锈为止。
课本P18图下第一段最后一句
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较
铁锈
Fe2O3·XH2O
氧化铝
(Al2O3)
结构特点
若不除去结果
疏松多孔
完全锈蚀
致密结实
使铝“自我保护”
与空气（氧气）接触
与水接触
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
生锈(rusting)
2、
金属锈蚀的条件：
1）要有能够发生反应的物质(O2、H2O、CO2等)
2）反应物要能互相接触
3）生成物(氧化膜)不会对反应起阻碍作用等
思考：1）铝不易锈蚀的原因
。
不同
生成致密的氧化铝保护薄膜
O2、H2O、CO2
3）铜锈蚀后的物质是铜绿Cu2(OH)2CO3
，猜测铜锈蚀时要与空气中的
物质反应。
2）不同的金属，锈蚀条件一样吗？
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
2）当铁钉一部分浸入水中，哪部分锈蚀最严重？
思考交流
1）浸过盐水的菜刀锈蚀速度会
。
写P18上
更快
食盐、酸性物质等会加速金属的锈蚀
3）当铁钉一部分浸入水中，哪部分锈蚀最严重？
界面部分铁生锈最严重。（因为铁能同时与O2、H2O充分接触）
活动一、探究金属腐蚀与防护的条件
思考:根据铁锈蚀的原理，如何防止铁制品锈蚀？
[参考：燃烧的条件与灭火原理（破坏燃烧条件
）
破坏金属腐蚀的条件。使铁制品不与O2或H2O接触
3、防止铁生锈的原理：
1）隔绝氧气
2）保持干燥
3）隔绝水和氧气
4、
P18
讨论
1、防止铁生锈的具体做法：
1）保持铁制品表面干燥和洁净。如铁桶、菜刀等
2）涂油和刷漆（喷漆）。
3）镀上耐腐蚀的金属（镀铬）
4）制造耐腐蚀的合金（不锈钢）
写
P18中
防金属腐蚀的方法
写
P18表
活动二、探究金属资源保护方法
金属防腐蚀的方法：
改变金属的本质
制成合金钢，如不锈钢
形成保护层
刷油漆、涂油、烧制搪瓷、电镀上一层耐腐蚀的金属、通过化学方法使表面形成氧化物薄膜等
改善腐蚀环境等等
保持铁制品表面干燥和洁净
活动二、探究金属资源保护方法
自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
讨论
刷漆
涂油
镀铬
“烤蓝”
知识拓展：“烤蓝”是钢铁零件表面处理的一种防腐工艺。原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4
?
图8-25
据估计一些矿物可供开采的年限
2.金属资源保护
⑴为什么要保护金属资源？
矿物的储量是有限的，而且不能再生。
2、怎样保护金属资源呢?
⑴防止金属的腐蚀。
⑵金属的回收与利用。
⑶有计划,合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿。
⑷寻找金属代用品。如以塑代钢。
图8-26
金属的回收利用
回收一个铝制的易拉罐比制造一个新的铝制的易拉罐要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%能源。目前世界上有50%以上的铁和90%以上的金得到回收利用。
板书设计
氧气
水
生锈
怎样防止铁生锈
加上保护层
(1)加上油漆、塑胶层或油脂
(2)
镀上其他金属,
如镀锡或铬等
「罐头」是由镀锡铁制成。
镀铬的浴室水笼头。
(3)牺牲性保护
由镀锌铁制造的水桶。
把铁与一较活泼的金属相连接，因而防止铁生成
Fe2+，从而防锈。
(4)使用铁合金
用不锈钢制造的器具
