83金屬資源利用和保護(hù)

1、授課主題金屬資源的利用與保護(hù)教學(xué)目標(biāo)1、 知道一些常見的金屬（鐵）等礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法；2、了解防止金屬生銹的簡單方法 ，知道廢棄金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收金屬的重要性。3、能運(yùn)用化學(xué)方程式對(duì)含有雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：了解從常見鐵礦石中提煉鐵的原理。了解金屬銹蝕的條件與金屬資源的保護(hù)方法，激發(fā)學(xué)生的探究欲。難點(diǎn)：冶煉鐵的原理與含雜質(zhì)等不純量的化學(xué)方程式的計(jì)算。如何使學(xué)生解決生活中金屬銹蝕的問題。教學(xué)內(nèi)容知識(shí)梳理+經(jīng)典例題1、金屬資源的存在方式與礦石金屬元素在自然界中分布很廣 ，極少數(shù)不活潑的金屬（如鉑、金、銀等）有單質(zhì)形式存在；其余大多數(shù)以化合物的

2、形 式存在。金屬化合物在自然界中以礦物的形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石磁鐵礦菱鐵礦赤鐵礦輝銅礦孔雀石Fe3QFeCo3Fe2QCu2S Cu2(OH) 2Co2、鐵的冶煉煉鐵的原理煉鐵的原理就是利用與反應(yīng)，把鐵還原出來。下面的實(shí)驗(yàn)就就是模擬煉鐵的原理。模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖七誡. HrIs7JrS'hlJf1T1T|歸的實(shí)驗(yàn)步驟： 檢查裝置的； 在硬質(zhì)玻璃管中，放入少量氧化鐵粉末； 向玻璃管中通入 co氣體； 給氧化鐵加熱； 當(dāng)試管內(nèi)紅色粉末變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱； 待試管冷卻后停止通 co 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?，澄清的石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。為了保證實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)

3、驗(yàn)的先后順序很重要?？煽偨Y(jié)為：一氧化碳“來 走”，酒精燈“到 退”。有關(guān)化學(xué)方程式：大玻璃管中：試管中：尾氣處理：注意事項(xiàng)： 加熱前要先通 co,目的就是排出裝置內(nèi)的空氣 ，以免加熱時(shí)co與空氣混合發(fā)生爆炸； 實(shí)驗(yàn)完畢要繼續(xù)通 co,防止生成的鐵在較高溫度下，重新被氧化鐵擴(kuò)石、譙塊X石灰和珈鷹爐祐進(jìn)風(fēng)口鑫猛0執(zhí)四理二進(jìn)鳳口 多余的CO要燃燒掉，防止co污染空氣。工業(yè)煉鐵的過程工業(yè)煉鐵就是一個(gè)復(fù)雜的過程：(1) 主要設(shè)備：煉鐵高爐(如圖)。(2) 原料:鐵礦石、焦炭、石灰石。(3) 方法及原理：利用上述CO還原Fe2Q的原理，將原料按一定比例加入高爐,從爐下通入熱風(fēng)，使焦炭燃燒產(chǎn)生 CO,CO2

4、再與熾熱的碳反應(yīng)生成CO,再將鐵礦石中的鐵還原出來。石灰石的作用就是使鐵礦石中的雜質(zhì)(如二氧化硅)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣而除去。(4) 高爐內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)：占烘 焦炭燃燒：C+Q _二CQ-H-yB I ezlj frm 二氧化碳與焦炭反應(yīng)產(chǎn)生還原劑CO： CO 2+C 2CO高溫 CO將鐵的氧化物還原為單質(zhì)鐵：Fe2Q+3COFe+3CO或-Q-yB冋AmFe3O+4CO3Fe+4CO3、含雜物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算在煉鐵的過程中所用的原料與產(chǎn)品都就是不純物，在計(jì)算用料與產(chǎn)量時(shí)要考慮雜質(zhì)的含量。在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí),要將不純物換算成純凈物才能應(yīng)用物質(zhì)之間的質(zhì)量比。因?yàn)榛瘜W(xué)方程式所表達(dá)的都就是純凈物之間的

5、質(zhì)量關(guān)系。例：某赤鐵礦含F(xiàn)e2O3 80%用3000 t這種礦石，可煉出含雜質(zhì)4%勺生鐵多少噸？若赤鐵礦石中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%,600 t這樣的赤鐵礦可煉出含碳等其她雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%勺生鐵多少噸?4、金屬的銹蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1鐵釘一半在空氣中，一半在水中幾天后，鐵釘生銹，在水面附近腐蝕嚴(yán)重實(shí)驗(yàn)2鐵釘完全浸沒在烝餾水中，上面蓋一層植物油幾天后，沒有生銹實(shí)驗(yàn)3鐵釘放在干燥的空氣中幾天后，沒有生銹結(jié)論:通過上面的實(shí)驗(yàn)可以瞧出：鐵在與氧氣與水同時(shí)接觸的條件下易生銹。防止鐵銹蝕的主要措施：保持鋼鐵表面的清潔干燥。鍍金屬保護(hù)層：如鍍錫、鍍鋅、鍍鉻等；白鐵皮鍍鋅，馬口鐵鍍錫，鋼圈鍍鉻、鎳

6、。涂非金屬保護(hù)層：如噴涂油漆、涂防銹油、在臉盆、杯子表面燒涂搪瓷、用橡膠或塑料包在鋼鐵表面。形成氧化膜保護(hù)層：槍套上形成四氧化三鐵、鋸條上的烤藍(lán)。在鋼鐵里加入金屬或非金屬形成耐腐蝕合金:如不銹鋼(加Cr、Ni)5、金屬資源保護(hù) 防止金屬的腐蝕 回收利用廢舊金屬 合理有效開采礦物 尋找金屬的代用品隨堂檢測1、光亮的鐵在圖所示情況下最易生銹的就是（）A2、下列措施有利于防止鐵制品銹蝕的就是（A. 農(nóng)具上鐵銹不及時(shí)除去B. 切過酸菜的菜刀不及時(shí)清洗C. 工地上的鋼管堆放在潮濕的地方D. 家用剪刀不用時(shí)，涂上油并放在干燥處3、將12.5g某鋼鐵樣品，粉碎后置于氧氣爐中灼燒 就是（）。A.0、18%B.

7、0、22%C.0、48%，充分反應(yīng)后得到0.22g二氧化碳,則該樣品中含碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)D.0、6%4、 （2008年宜昌市）向氧化銅與鐵粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，微熱，分反應(yīng)后過濾。以下判斷錯(cuò)誤的就是A.濾紙上可能含有銅B.濾液中可能含有硫酸亞鐵C濾液中可能含有硫酸銅D.濾紙上可能含有氧化銅5右圖就是“一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)”的部分實(shí)驗(yàn)裝置，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)說法正確的就是（）A、充分反應(yīng)后，向固體中加稀鹽酸會(huì)產(chǎn)生氣泡B、在實(shí)驗(yàn)過程中，黑色的粉末會(huì)逐漸變成紅色C、 該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理為FeO+COFe+C02D、在實(shí)驗(yàn)過程中，產(chǎn)生的尾氣可以直接排放到空氣中6、早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)與 使

8、用鐵器。工業(yè)上煉鐵的原理就是利用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)。某化 學(xué)興趣小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：（1）寫出CO還原F&03的化學(xué)方程式 ;（2）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象就是 ； 右邊導(dǎo)氣管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的就是 ；（4）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)要先通入CO,把裝置中的空氣排盡后再加熱，以防發(fā)生爆炸。檢驗(yàn)裝置中的空氣已排盡的方法就7、 為探究鐵銹蝕的影響因素，某興趣小組做了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案將3枚潔凈的鐵釘同時(shí)置于如圖所示環(huán)境下的斌舒中，觀察鐵釘銹蝕情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3天后，1、川中鐵釘不生銹，n中鐵釘明顯生銹。獲得結(jié)論（1）對(duì)照實(shí)驗(yàn)I、n,可知鐵銹蝕的條件之一為 ;

9、（2）防止鐵銹蝕的一種方法就是拓展探究（3）小明發(fā)現(xiàn)海邊的鐵器很容易生銹，從而猜測氯化鈉能加快鐵的銹蝕。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,迅速塞緊，裝置如圖。（凈容積為146 mL）。當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫,且量筒內(nèi)水面高度不變時(shí)讀數(shù)（此時(shí)瓶序號(hào)樣品量筒起始讀數(shù)/ mL量筒最終讀數(shù)/ mL所需時(shí)間/ min1 g鐵粉、0.2 g碳與 10滴水10070約120I g鐵粉、0.2 g碳、 10滴水與少量NaCI10070約708、 小明對(duì)鐵的銹蝕進(jìn)行如下探究。室溫時(shí)，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上 觀察到量筒內(nèi)水沿導(dǎo)管慢慢進(jìn)入廣口瓶 內(nèi)氧氣含量近似為零）。記錄起始與最終量筒的讀數(shù)以及所需時(shí)間如下表驗(yàn)證小明的猜

10、想。；是實(shí)驗(yàn)與說明NaCI可以 （ 填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率。丨實(shí)驗(yàn)開始后，廣口瓶內(nèi)溫度有所上升，說明鐵的銹蝕過程就是（ 填“放熱”或“吸熱”）過程。,該物質(zhì)的化學(xué)式就是,請(qǐng)?jiān)诒砀窨瞻滋幪顚憣?shí)驗(yàn)的樣品組成。,根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算氧氣的體積含量就丨實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出濾紙包，觀察到有紅棕色物質(zhì)生成丨實(shí)驗(yàn)與就是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響 丨該裝置還可用于測量空氣中氧氣的含量% （保留3位有效數(shù)字）。注意：若答對(duì)第（6）小題將獎(jiǎng)勵(lì)4分。但化學(xué)試卷總分不超過60分。（6）現(xiàn)僅提供：置筒、大燒杯、玻璃棒、水、濾紙包 （內(nèi)含1 g鐵粉、0.2 g碳、10滴水與 少量NaCI）,請(qǐng)您幫助小明再設(shè)計(jì)一個(gè)測量空氣

11、中氧氣體積含量的實(shí)驗(yàn)方案，在右框中畫出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖即可（注明濾紙包的位置）。9、我國鐵礦石資源比較豐富，2000年，鋼鐵年總產(chǎn)量就已達(dá)到 1、27億噸，成為世界鋼鐵 大國。某鋼鐵廠日產(chǎn)含 3%雜質(zhì)的生鐵2240 t,則需要含F(xiàn)e2O 80 %的赤鐵礦多少噸？課后作業(yè)1、 菜刀在生活中有重要應(yīng)用。下列情況中，菜刀腐蝕由快到慢的就是（） 切青菜后用清水沖洗切濕咸菜后未清洗切肥豬肉后放置A. B. C. D.2、 關(guān)于鐵絲在氧氣中燃燒、鐵絲生銹的說法正確的就是（）A、鐵絲燃燒產(chǎn)生白煙B、鐵絲生銹就是緩慢氧化C鐵絲燃燒的產(chǎn)物就是 FezQD、鐵銹的主要成分就是 FesQ3、下列每組對(duì)比實(shí)驗(yàn)不能 達(dá)到

12、實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪沁x項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二A將帶火星的木條伸入裝有5mL5%的過氧化氫溶液的試管中將帶火星的木條伸入裝有少量紅磚 粉與5mL5%勺過氧化氫溶液的試管中催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響B(tài)將鐵釘放入干燥的試管中并將 試管口密封將鐵釘放入裝有水的試管中，使鐵釘一半被水淹沒鐵生銹就是水與氧氣共同作用 的結(jié)果C將鐵絲放入 2mL10%勺硫酸銅溶將銀絲放入2mL10喲硫酸銅溶液中探究鐵、銅、銀三種金屬的活液中動(dòng)性順序D將植物嫩葉浸泡在 10mL蒸餾水 中取10mL蒸餾水，通入過量二氧化硫氣 體,再將植物嫩葉浸泡其中酸雨危害的模擬實(shí)驗(yàn)4如右圖實(shí)驗(yàn)，放置1 2周時(shí)間后，裝置中能出現(xiàn)的現(xiàn)象就是（）A

13、、Fe、Cu、Zn、MgB、Zn、Mg、Fe、CuC、Mg、Zn、Fe、CuD、Fe、Zn、Mg、Cu7關(guān)于金屬物品的使用正確的就是 （）A.鋁合金門窗變舊變暗后用砂紙或鋼絲球打磨B. 鐵桶中加入硫酸銅溶液與石灰乳配制殺菌劑波爾多液C. 鋁壺內(nèi)的水垢用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%的熱鹽酸長時(shí)間浸泡D. 校內(nèi)用鋼架制作的自行車防雨棚應(yīng)定期噴涂油漆防銹8、（1）鋼鐵生銹就是鐵與空氣中的O2與發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，鐵銹的主要成分的化學(xué)式為 ; 寫 出 防 止 鐵 制 品 生 銹 的一 種 方法;人們常用稀鹽酸給鐵制品除銹,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）硅石信息產(chǎn)業(yè)的核心材料，工業(yè)上制取粗硅的化學(xué)方程式為：X的化學(xué)

14、式為，該反應(yīng)的基本類型就是，這個(gè)反應(yīng)體現(xiàn)出C的性。9、汽車使用就是人類進(jìn)步的標(biāo)志，但生產(chǎn)汽車的材料、使用的能源等就是人們關(guān)注并需解決的問題。（1）制造汽車的材料以鋼鐵為主，鋼就是鐵與 的合金；寫出在高溫下一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式。A.鐵絲不變化B.試管中的液面上升C.鐵絲逐漸消失D.試管中的液面不變化5、下圖就是探究鐵制品銹蝕的條件時(shí)做的五個(gè)實(shí)驗(yàn)（鐵釘在不同環(huán)境中）,實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論錯(cuò)誤的就是（氧氣 $A.甲、乙、戊中鐵釘生銹快慢的順序?yàn)?乙甲戊B.丙中的鐵釘不生銹C鐵生銹的主要條件就是與空氣、水直接接觸D. 丁中鐵釘生銹最嚴(yán)重6常溫下 將Fe、Cu、Zn、Mg四種金屬分別放入相同溶質(zhì)質(zhì)

15、量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸中 與時(shí)間的關(guān)系，則四條曲線A、B、C、D所代表的金屬分別就是（），下圖所示為金屬在酸中減少的情況（2）鋼鐵的防腐就是汽車制造業(yè)研究的重要課題之一。鐵生銹的原因就是。(3) 有些汽車新型排氣系統(tǒng)中,使用抗腐蝕性能好的鈦合金材料。生產(chǎn)鈦 (Ti)的部分工藝流程圖如下 二氧化鈦中鈦元素的化合價(jià)為 價(jià)。 寫出鎂與四氯化鈦(TiCl 4)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式;該反應(yīng)類型屬于。上述反應(yīng)需在氬氣環(huán)境中進(jìn)行，理由就是 。(4) 家用汽車與公交車相比，前者的耗油量大約就是后者的 1/5左右。前者與后者在行駛時(shí)所排出的污染物的比率 大致也就是1/5左右。 如果后者載運(yùn)乘客量平均為 50人，前者平均

16、為2人，請(qǐng)對(duì)比它們?cè)谌剂侠门c污染環(huán)境方面因 素，您的建議就是。10、人類每年都要從大自然中提取大量的金屬，用于滿足日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。(1) 鋼鐵就是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米疃嗟慕饘俨牧?。高爐煉鐵常以焦炭、鐵礦石、石灰石、空氣等為原料。煉鐵過程中，一氧化碳與赤鐵礦(主要成分為Fe2Q)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(2) 我國鋼鐵年產(chǎn)量很高，但因銹蝕造成的損失也很驚人。人們常采取在鐵制品表面涂刷油漆或鍍上其她金屬等方法，以防止其銹蝕。上述方法所依據(jù)的原理就是 。(3) 我國礦物儲(chǔ)量很豐富，但人均占有量并不多，請(qǐng)保護(hù)金屬資源！下面幾種做法中，可有效保護(hù)金屬資源的就是(填字母)。a、回收利用廢舊金屬

17、制品b、任意開采鐵礦石c、鐵制品不加處理，存放在潮濕的環(huán)境中d、尋找、開發(fā)金屬的代用品11、已知某金屬X有下列相關(guān)信息：它的主要礦物的化學(xué)成分就是Q;它主要通過熱還原法冶煉而成；它的年產(chǎn)量位于金屬之首。(1)據(jù)此推斷X就是(填選項(xiàng)字母)。A. 鈦 B. 鐵 C. 鋁 D. 銅(2) 在高爐中用含的礦物冶煉該金屬的原理就是 (用化學(xué)方程式表示)。(3) 同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案測定該礦物中X2Q的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(裝置氣密性良好；礦物中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)；假設(shè)礦物樣品中的 X2C3完全反應(yīng)): 取礦物樣品并稱量該樣品的質(zhì)量； 測出反應(yīng)前廣口瓶與瓶內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量； 測出反應(yīng)后廣口瓶與瓶內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量； 計(jì)算得出礦物樣品中X2C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。您認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)方案( 填“一定”或“不一定”)能準(zhǔn)確測出礦物中 X2C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，理由就是不改變裝置與藥品，您還可以通過測定哪些數(shù)據(jù) ，再通過計(jì)算得出礦物中X2C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):。從環(huán)保角度瞧，該裝置的不足之處就是 12、某同學(xué)使用如圖所示裝置進(jìn)行一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答有關(guān)問題。(1)有下列實(shí)驗(yàn)步驟。:a、加熱；b、通入一氧化碳。請(qǐng)用上述實(shí)驗(yàn)步驟的標(biāo)號(hào)填空:實(shí)驗(yàn)開