83金屬資源利用和保護(hù)學(xué)習(xí)資料

1、授課主題金屬資源的利用和保護(hù)教學(xué)目標(biāo)1、知道一些常見(jiàn)的金屬（鐵）等礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法；2、了解防止金屬生銹的簡(jiǎn)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(jiàn)鐵礦石中提煉鐵的原理。了解金屬銹蝕的條件和金屬資源的保護(hù)方法，激發(fā)學(xué)生的探究欲。難點(diǎn)：冶煉鐵的原理和含雜質(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(wèn)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)以化合物的形式存

2、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模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖:磁鐵礦菱鐵礦赤鐵礦輝銅礦孔雀石Fe3QFeCO3Fe2OCu2SCu2(OH)2CO2、鐵的冶煉煉鐵的原理煉鐵的原理是利用與反應(yīng)，把鐵還原出來(lái)。下面的實(shí)驗(yàn)就是模擬煉鐵的原理。七誡.HrIs7山Jr¥歸的IJiT|J#X-v-y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吻宓氖宜儨啙?，尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。為了保證實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)的先后順序

3、很重要。可總結(jié)為：一氧化碳“來(lái)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 多余的CO要燃燒掉，防止co污染空氣。工業(yè)煉鐵的過(guò)程工業(yè)煉鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)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,CO再與熾熱的碳反應(yīng)生成CO再將鐵礦石中的鐵還原出來(lái)。石灰石的作用是使鐵礦石中的雜質(zhì)（如二氧化硅）轉(zhuǎn)

4、變?yōu)闋t渣而除去。（4）高爐內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)：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)鳳口二氧化碳與焦炭反應(yīng)產(chǎn)生還原劑COCO2+C2COCO將鐵的氧化物還原為單質(zhì)鐵:Fe2Q+3COdFe+3CO或 焦炭燃燒：C+OtcO冋AmFesO4+4CO3Fe+4CO3、含雜物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算在煉鐵的過(guò)程中所用的原料和產(chǎn)品都是不純物，在計(jì)算用料和產(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)的都是純凈物之間的質(zhì)量關(guān)系。例：某赤鐵礦含F(xiàn)e2O380%用3000t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

5、的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%600t這樣的赤鐵礦可煉出含碳等其他雜質(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)結(jié)論：通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)可以看出：鐵在與氧氣和水同時(shí)接觸的條件下易生銹。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(méi)在烝餾水中，上面蓋一層植物油幾天后，沒(méi)有生銹實(shí)驗(yàn)3鐵釘放在干燥的空氣中幾天后，沒(méi)有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。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

6、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(kāi)采礦物 尋找金屬的代用品 防止金屬的腐蝕 回收利用廢舊金屬 合理有效開(kāi)采礦物 尋找金屬的代用品隨堂檢測(cè)1.光亮的鐵在圖所示情況下最易生銹的是()AB2.下列措施有利于防止鐵制品銹蝕的是()A. 農(nóng)具上鐵銹不及時(shí)除去B. 切過(guò)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，充分反應(yīng)后得到分?jǐn)?shù)是()。0.22g二氧化碳，則該樣品中含碳元素的質(zhì)量A.0.1

7、8%B.0.22%C.0.48%D.0.6%4、(2008年宜昌市)向氧化銅和鐵粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，微熱，分反應(yīng)后過(guò)濾。以下判斷錯(cuò)誤的是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(shuō)法正確的是()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(guò)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+CO2D.在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器。工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)。某化學(xué)興趣小組

8、利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：(1) 寫(xiě)出CO還原Fe2O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)象是;(3) 右邊導(dǎo)氣管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的是;(4) 實(shí)驗(yàn)開(kāi)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是。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。驗(yàn)方實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3天后，I、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（2）防止鐵銹蝕的一種方法是拓展探究（3）小明發(fā)現(xiàn)海邊的鐵器很容易生銹，從而猜

9、測(cè)氯化鈉能加快鐵的銹蝕。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)案驗(yàn)證小明的猜想。8. 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，迅速塞緊，裝置如圖。觀察到量筒內(nèi)水沿導(dǎo)管慢慢進(jìn)入廣口瓶（凈容積為146mL）。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?jī)?nèi)氧氣含量近似為零）。記錄起始和最終量筒的讀數(shù)以及所需時(shí)間如下表.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/min1g鐵粉、0.2g碳和10滴水10070約120Ig鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCI10070約70一是（1）實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明NaCI可以（填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，廣口瓶?jī)?nèi)溫度有所上升

10、，說(shuō)明鐵的銹蝕過(guò)程是（填“放熱”或“吸熱”）過(guò)程。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，該物質(zhì)的化學(xué)式是實(shí)驗(yàn)和是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響，請(qǐng)?jiān)诒砀窨瞻滋幪顚?xiě)實(shí)驗(yàn)的樣品組成。該裝置還可用于測(cè)量空氣中氧氣的含量，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算氧氣的體積含量%（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(guò)60分。（6）現(xiàn)僅提供：置筒、大燒杯、玻璃棒、水、濾紙包（內(nèi)含1g鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCI），請(qǐng)你幫助小明再設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量空氣中氧氣體積含量的實(shí)驗(yàn)方案，在右框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖即可（注明濾紙包的位置）。9. 我國(guó)鐵礦石資源比較豐富，2000年，鋼鐵年總產(chǎn)量就

11、已達(dá)到1.27億噸，成為世界鋼鐵大國(guó)。某鋼鐵廠日產(chǎn)含3%雜質(zhì)的生鐵2240t,則需要含F(xiàn)e2Q80%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(shuō)法正確的是（）A.鐵絲燃燒產(chǎn)生白煙B.鐵絲生銹是緩慢氧化C.鐵絲燃燒的產(chǎn)物是Fe2OD.鐵銹的主要成分是FesQ3. 下列每組對(duì)比實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖沁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(guò)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和5mL5%勺過(guò)氧化氫溶液的試管中

12、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將鐵釘放入裝有水的試管中，使鐵釘鐵生銹是水和氧氣共同作用的試管口密封一半被水淹沒(méi)結(jié)果C將鐵絲放入2mL10%勺硫酸銅溶液中將銀絲放入2mL10喲硫酸銅溶液中探究鐵、銅、銀三種金屬的活動(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(guò)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12周時(shí)間后，裝置中能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）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)一段時(shí)間后,得出的結(jié)論錯(cuò)誤的是（氧氣水丁干燥空氣

13、戊A.甲、乙、戊中鐵釘生銹快慢的順序?yàn)椋阂壹孜霣.丙中的鐵釘不生銹C.鐵生銹的主要條件是與空氣、水直接接觸D.丁中鐵釘生銹最嚴(yán)重6.常溫下，將Fe、Cu、Zn、的情況與時(shí)間的關(guān)系，則四條曲線A、Fe、Cu、Zn、MgC、Mg、Zn、Fe、Cu9鉄征=>iMg四種金屬分別放入相同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸中，下圖所示為金屬在酸中減少B、C、D所代表的金屬分別是（）B、Zn、Mg、Fe、CuD、Fe、Zn、Mg、Cu7.關(guān)于金屬物品的使用正確的是（）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和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(zhǎng)時(shí)間浸泡D.校

14、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）鋼鐵生銹是鐵與空氣中的O和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，鐵銹的主要成分的化學(xué)式為;寫(xiě)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(xiě)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)式為,該反應(yīng)的基本類型是,這個(gè)反應(yīng)體現(xiàn)出C的性。9. 汽車使用是人類進(jìn)步的標(biāo)志，但生產(chǎn)汽車的材料、使用的能源等是人們關(guān)注并需解決的問(wèn)題。（1）制造汽車的材料以鋼鐵為主，鋼是鐵和的合金；寫(xiě)出在高溫下一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）鋼鐵的防腐是汽車制造業(yè)研究的重要課題之一。鐵生銹的原因是O（Ti）的部分工藝流程圖如下:

15、（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 二氧化鈦中鈦元素的化合價(jià)為價(jià)。 寫(xiě)出鎂與四氯化鈦（TiCl4）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，理由是。（4）家用汽車和公交車相比，前者的耗油量大約是后者的1/5左右。前者和后者在行駛時(shí)所排出的污染物的比率大致也是1/5左右。如果后者載運(yùn)乘客量平均為50人，前者平均為2人，請(qǐng)對(duì)比它們?cè)谌剂侠煤臀廴经h(huán)境方面因素，你的建議是。10. 人類每年都要從大自然中提取大量的金屬，用于滿足日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。（1）鋼鐵是我們?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

16、。煉鐵過(guò)程中，一氧化碳和赤鐵礦（主要成分為FeaQ）反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）我國(guó)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他金屬等方法，以防止其銹蝕。上述方法所依據(jù)的原理是。（3）我國(guó)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)金屬資源的是（填字母）。a. 回收利用廢舊金屬制品b. 任意開(kāi)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(kāi)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)成分是X2O3;它主要通過(guò)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是（填選項(xiàng)字母）。A

17、.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是竹棒品竹棒品（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(cè)定該礦物中X2O3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XzC3完全反應(yīng)）： 取礦物樣品并稱量該樣品的質(zhì)量； 測(cè)出反應(yīng)前廣口瓶和瓶?jī)?nèi)物質(zhì)總質(zhì)量； 測(cè)出反應(yīng)后廣口瓶和瓶?jī)?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)。你認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)方案（填“一定”或“不一定”）能準(zhǔn)確測(cè)出礦物中X.Q的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，理由是不改變裝置和藥品，你還可以通過(guò)測(cè)定哪些數(shù)據(jù)，再通過(guò)計(jì)算得出礦物中不改變裝置和藥品，你還可以通過(guò)測(cè)定哪些數(shù)據(jù)，再通過(guò)計(jì)算得出礦物中XzQ的質(zhì)量分?jǐn)?shù):。從環(huán)保角度看，該裝置的不足之處是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(wèn)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(kāi)始時(shí)，應(yīng)