初中化學課題3 金屬資源的利用和保護課件-2024-2025學年九年級化學人教版下冊

第八單元金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護學習目標常見的金屬資源鐵的冶煉含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算鐵生銹的條件及防護金屬資源的保護感悟新知知識點11.金屬資源的存在及形式。金屬礦物知1－講存在于地殼和海洋存在形式單質(zhì)（少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等）化合物（金、銀等以外的其他金屬）“沙里淘金”，說明金在自然界中以單質(zhì)的形式存在。感悟新知2.工業(yè)上從含有金屬元素并有開采價值的礦石中提煉金屬。常見的金屬礦石有：知1－講呈黑色，具有磁性呈紅棕色礦石赤鐵礦磁鐵礦黃鐵礦鋁土礦赤銅礦金紅石軟錳礦主要成分Fe2O3Fe3O4FeS2Al2O3Cu2OTiO2MnO2感悟新知提示：礦石均為混合物，赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦是常見的鐵礦石，工業(yè)上常用赤鐵礦和磁鐵礦來煉鐵，因為它們的鐵元素含量較高，且不會造成環(huán)境污染。知1－講感悟新知拓展視野:1.冶煉金屬時，選擇礦石應(yīng)遵循的原則：①所需提煉金屬的含量高；②礦石在冶煉過程中對環(huán)境污染?。虎垡睙捦緩奖M可能簡便。2.人類使用金屬的年代與金屬的活動性及冶煉的難易程度有關(guān)。越活潑的金屬越難冶煉。知1－講知1－練感悟新知[改編·晉中]大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，以下四種礦石中，最適宜煉鐵的是(

)A.赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)B.爐甘石(主要成分是ZnCO3)C.鋁土礦(主要成分是Al2O3)D.黃鐵礦(主要成分是FeS2)例1A考向金屬礦石的選擇感悟新知解題秘方：從經(jīng)濟效益角度分析，要考慮鐵礦石所含鐵元素的質(zhì)量分數(shù)；從環(huán)境保護角度分析，要考慮在煉鐵生產(chǎn)中是否會產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)。解：可用于煉鐵的礦石中必須含有鐵元素。赤鐵礦和黃鐵礦中含有鐵元素，但黃鐵礦中含硫元素，冶煉時會生成污染空氣的SO2，故最適宜煉鐵的是赤鐵礦。知1－練感悟新知知識點2鐵的冶煉知2－講煉鐵原理在高溫條件下,利用高爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來原料及作用鐵礦石(提供鐵元素)空氣(提供氧氣)焦炭:提供反應(yīng)所需熱量，提供還原劑CO石灰石:使鐵礦石中的脈石轉(zhuǎn)變成爐渣而除去感悟新知知2－講主要設(shè)備高爐發(fā)生的有關(guān)化學反應(yīng)(2)C+O2===CO2(3)C+CO2===2CO(1)3CO+Fe2O3

===2Fe+3CO2產(chǎn)品生鐵(含碳量為2%~4.3%并含少量磷和硫的鐵合金,不是純鐵)高溫點燃高溫感悟新知拓展視野：冶煉金屬的常用方法：1.電解法：適用于排在金屬活動性順序中鋁及其前面的較活潑金屬的冶煉。2.熱還原法：適用于位于金屬活動性順序中從Zn至Cu的冶煉，如：2CuO+C===2Cu+CO2↑，CuO+H2===Cu+H2O。3.熱分解法：適用于Ag、Hg等金屬的冶煉，如：2HgO====2Hg+O2↑?！鳌鳌髦?－講知2－練感悟新知[中考·成都]我國有著悠久的鋼鐵冶煉史，《天工開物》中記載的“炒鋼法”，其生產(chǎn)過程可用下圖表示。資料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②鐵的熔點是1535℃。根據(jù)圖文回答下列問題。例2考向鐵的冶煉知2－練感悟新知(1)常見的鐵礦石有赤鐵礦和____________。(2)不斷鼓入空氣的目的是______________。(3)煉鐵爐中生成鐵的化學方程式為_________________________________________________。磁鐵礦(合理即可)提高爐溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2(或Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2)高溫高溫知2－練感悟新知(4)撒入潮泥灰的主要作用是_______________________________________。不斷翻炒液態(tài)生鐵，是為了降低___________元素的含量。(5)鋼的性能優(yōu)良，如鋼的熔點比純鐵_____，易于加工。將鐵礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣而除去碳(或C)低感悟新知知2－練解題秘方：結(jié)合工藝流程，全面了解鋼鐵冶煉的原理及各原料的作用是解題的關(guān)鍵。解：(1)常見的鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦。(2)不斷鼓入空氣的目的是使碳與氧氣反應(yīng)，提高爐溫。(3)高溫條件下氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)的化學方程式為Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2。高溫條件下四氧化三鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)的化學方程式為Fe3O4+4CO====3Fe+4CO2；高溫高溫感悟新知(4)撒入潮泥灰的主要作用是將鐵礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣而除去，生鐵和鋼的主要區(qū)別是含碳量不同，不斷翻炒液態(tài)生鐵，使生鐵中碳與氧氣接觸反應(yīng)生成二氧化碳，降低碳元素的含量。(5)合金的熔點一般低于組成它的純金屬，鋼的熔點比純鐵低，易于加工。知2－練感悟新知知識點31.計算原理實際生產(chǎn)過程中,所用的原料一般都含有雜質(zhì)。在計算用料和產(chǎn)量時，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題，計算時應(yīng)把握以下幾點:(1)化學方程式所表示的都是純凈物發(fā)生化學反應(yīng)時的相互關(guān)系，各化學式所規(guī)定的化學量是純凈物之間的質(zhì)量關(guān)系。(2)現(xiàn)實生活中絕對純凈的物質(zhì)是不存在的，因此當參加反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時，首先要把含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量，再進行計算。含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算知3－講感悟新知

知3－講感悟新知3.計算步驟(1)將含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量;(2)將純凈物質(zhì)量代入化學方程式進行計算;(3)將計算得到的純凈物質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量。知3－講感悟新知知3－講特別提醒:進行含雜質(zhì)物質(zhì)的計算時，要看清題中所給的質(zhì)量分數(shù)是雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)還是純凈物的質(zhì)量分數(shù)，計算時一般都假定雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)，換算后的純凈物的質(zhì)量在代入化學方程式時要找準對應(yīng)的位置。知3－練感悟新知根據(jù)Fe3O4+4CO====3Fe+4CO2

的反應(yīng)原理，工業(yè)上可用來冶煉鐵?，F(xiàn)用100t含四氧化三鐵為46.4%的某鐵礦石冶煉金屬鐵。請完成下列問題，寫出必要的計算過程。(1)100t該鐵礦石中含四氧化三鐵的質(zhì)量是多少？(2)理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？例3考向含雜質(zhì)物質(zhì)的相關(guān)化學方程式的計算高溫知3－練感悟新知解：(1)鐵礦石中含四氧化三鐵的質(zhì)量是100t×46.4%=46.4t。(2)方法一：設(shè)理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是x。Fe3O4+4CO====3Fe+4CO223216846.4t96%·x

x=35t高溫知3－練感悟新知方法二：本題還可利用“守恒法”即化學反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，根據(jù)化學式進行計算。即四氧化三鐵中所含鐵元素的質(zhì)量等于煉制的生鐵中鐵元素的質(zhì)量，則有：46.4t××100%÷96%=35t。答：(1)100t該鐵礦石中含四氧化三鐵的質(zhì)量是46.4t；(2)理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是35t。感悟新知解題秘方：

(1)根據(jù)混合物中某物質(zhì)的質(zhì)量＝混合物的質(zhì)量×該物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分析解答。(2)由四氧化三鐵的質(zhì)量、生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)化學方程式可以列式計算出煉出生鐵的質(zhì)量。知3－練感悟新知知識點41.探究鐵制品銹蝕的條件金屬的銹蝕與防護知4－講試管1試管2試管3實驗裝置感悟新知金屬的銹蝕與防護知4－講試管1試管2試管3反應(yīng)條件與O2、水接觸只與水接觸只與O2

接觸實驗現(xiàn)象鐵釘生銹鐵釘不生銹鐵釘不生銹實驗結(jié)論鐵生銹的條件是鐵和氧氣、水同時接觸感悟新知2.鐵制品銹蝕的過程鐵制品在潮濕的空氣中，與氧氣、水等發(fā)生反應(yīng)（緩慢氧化）生成鐵銹（主要成分Fe2O3·xH2O，呈紅棕色），鐵銹結(jié)構(gòu)疏松，易吸水，會加快鐵制品銹蝕。3.防止鐵生銹的措施(1)根據(jù)鋼鐵生銹的條件，防止鋼鐵生銹的基本思路是破壞其銹蝕的條件，使鐵制品隔絕氧氣和水。知4－講感悟新知知4－講干保持鋼鐵制品表面潔凈和干燥膜在鋼鐵表面覆蓋保護層，如在車、船的表面噴涂油漆，在機械表面涂油，在鐵制品表面燒制搪瓷等鍍在鋼鐵表面鍍一層耐腐蝕的金屬，如在鋼鐵表面鍍鋅、鍍鉻等烤用化學方法使鋼鐵表面形成致密的氧化膜，如鋸條上的烤藍等改加入其他金屬，改變金屬組成，如在鋼鐵中加入鎳制成不銹鋼，可以增強其耐腐蝕能力(2)在生產(chǎn)生活中防止鋼鐵生銹的方法主要包括：感悟新知知識拓展:1.鐵在與氧氣和水同時接觸時才能生銹，因此在設(shè)計實驗探究鐵生銹的條件時，可采用控制變量法，使鐵釘只與氧氣、只與水、與氧氣和水同時接觸，比較現(xiàn)象得出結(jié)論。知4－講感悟新知2.鐵制品表面的鐵銹應(yīng)及時清除，而鋁“生銹”時表面形成的致密的氧化膜可以隔絕空氣，可防止金屬腐蝕，不能除去。3.鐵在食鹽水中生銹的速率會加快。4.破壞鐵生銹的任一條件即可防銹，如隔絕水或隔絕氧氣。知4－講知4－練感悟新知[中考·日照]如圖4是探究鐵釘銹蝕條件的4個實驗，一段時間后觀察現(xiàn)象。例4考向鐵生銹的條件及防銹措施題型1探究鐵生銹的條件知4－練感悟新知下列說法不正確的是(

)A.①中甲、乙、丙三處比較，生銹最明顯的地方是甲B.①②對比說明鐵生銹需要空氣，①③對比說明鐵生銹需要水C.③中附著在棉花上的氯化鈣的作用是作干燥劑D.四個實驗中，生銹最快的是④中的鐵釘A感悟新知解題秘方：根據(jù)鐵生銹的條件(與O2、H2O同時接觸)，運用控制變量法對照實驗條件分析得出結(jié)論。解：①中的鐵釘與氧氣和水同時接觸，特別是乙處，所以①中鐵釘生銹，乙處生銹最明顯，A錯誤；②中鐵釘只與水接觸，不易生銹，③中氯化鈣吸收空氣中的水分，鐵釘只與氧氣接觸，未生銹，C正確；①②對比說明鐵生銹需要氧氣，①③對比說明鐵生銹需要水，B正確；④是往水中通入氧氣，使鐵釘與氧氣和水充分接觸，所以生銹最快，D正確。知4－練知4－練感悟新知[中考·柳州]柳州市被稱為“橋梁博物館”，剛建成的鳳凰嶺大橋成了“橋梁博物館”的新成員，大橋的橋體使用了大量的金屬材料。下列對橋梁中使用的金屬材料保護措施不正確的是(

)A.經(jīng)常用濃鹽酸清洗金屬材料B.在金屬材料表面刷油漆C.在金屬材料表面鍍保護層D.改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成防腐合金例5A題型2防止鐵生銹的方法感悟新知解題秘方：破壞鐵生銹的條件(使鐵與O2

或H2O隔絕)即可防止鐵生銹。解：大橋的橋體使用的金屬(主要是鐵)能與濃鹽酸反應(yīng)，經(jīng)常用濃鹽酸清洗金屬材料，金屬材料易銹蝕，A不正確；在金屬材料表面刷油漆、鍍保護層，能隔絕氧氣和水，能防止金屬材料生銹，B、C正確；改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成防腐合金，能防止金屬材料生銹，D正確。知4－練感悟新知知識點5保護金屬資源知5－講保護金屬資源的必要性①金屬資源是有限的，而且不可再生；②廢舊金屬的隨意丟棄不僅造成資源的浪費，還會造成環(huán)境污染回收廢舊金屬的意義①節(jié)約礦石資源；②節(jié)約能源；③減少環(huán)境污染保護金屬資源的途徑①防止金屬的銹蝕；②回收利用廢舊金屬；③有計劃、合理地開采礦物；④尋找金屬的代用品感悟新知特別提醒:廢舊金屬的隨意丟棄、亂開采礦物資源不僅會造成資源浪費，還會造成環(huán)境污染。知5－講知5－練感悟新知[中考·長沙]我國的礦物種類比較齊全，儲量很豐富，但是礦物不能再生。下列能保護金屬資源的是(

)A.廢舊金屬不需要回收利用B.