搜索
第八单元金属与金属材料课题3金属资源的利用和保护(1)学习目标1.了解金属在自然界的存在方式2．掌握实验室还原氧化铁的操作和注意事项、了解生铁和钢的冶炼方法及原理3．掌握含杂质计算的计算方法自主感知：阅读课本14-15页内容，解决以下问题：1.金属在自然界中有哪些存在方式？什么是金属的冶炼？2、记住几种常见金属矿石的主要成分：赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、铝土矿自然界中以单质形式存在金自然界中以单质形式存在的银赤铁矿(Fe2O3)黄铁矿(FeS2)菱铁矿(FeCO3)铝土矿(Al2O3)黄铜矿(CuFeS2)辉铜矿(Cu2S)根据以上图片和资料，回答：1.常见的金属矿物有哪些？其主要成分各是什么？2.常见的铁矿石中理论上最适宜炼铁的是哪几种？理由是什么？3.人类目前普遍使用的金属有哪些？•1.常见的金属矿物有：赤铁矿（主要成分Fe2O3）、磁铁矿（主要成分Fe3O4）、菱铁矿（主要成分FeCO3）、铝土矿（主要成分Al2O3）、黄铜矿（主要成分CuFeS2）、辉铜矿（主要成分Cu2S）。2.最适宜炼铁的两种矿石是磁铁矿（主要成分Fe3O4）和赤铁矿（主要成分Fe2O3）。3.普遍使用的金属有铁、铝等。①含铁量高；②含有害元素少。现在人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提炼数以亿吨计的金属。其中提炼量最大的金属是铁。我们把金属矿物变成金属单质的过程叫做金属的冶炼。炼铁的过程称之为铁的冶炼。下面我们来学习有关铁的冶炼知识。古代炼铁图一、实验室还原氧化铁原理：利用一氧化碳与氧化铁的反应。现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温步骤：通-点-撤-通。注意事项：①先通CO目的：排出玻璃管内的空气，防止加热CO与空气混合气体时发生爆炸；②实验完毕后继续通入CO的目的：防止生成的铁在高温下又被氧化；③尾气处理：尾气直接对准酒精灯火焰，使多余的CO燃烧掉，防止CO污染空气；④涉及的其他反应：二、工业炼铁1、原料：铁矿石—提供铁元素，一般选用磁铁矿或赤铁矿焦炭—提供热量、生成还原剂(CO)石灰石—与二氧化硅反应生成炉渣(了解)热空气—与焦炭反应提供热量、生成二氧化碳2、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。3、设备：高炉常用于炼铁的矿石有：赤铁矿、磁铁矿等。出铁口高炉气体点燃⑴C+O2===CO2高温⑵C+CO2===2CO⑶Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2高温出渣口高炉气体讨论：①高炉中发生的化学反应有哪些？②注意出渣口和出铁口的位置③高炉气体的成分有哪些？可否直接排放？④从高炉炼制出来的铁是纯净物吗?N2、CO2、CO高炉出生铁！拓展：工业炼钢炼钢原理：高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。温故：生铁与钢有什么区别？点燃原理：C+O2===2CO2思考：炼铁和炼钢的主要反应原理有什么异同？相同点：都是利用氧化还原反应。不同点：炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石中还原出来（侧重还原），而炼钢主要是用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化而除去（侧重氧化）。三、含杂质的方程式计算例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2高温解：设可炼出含铁96%的生铁的质量为x1601121000t×80%x×96%160112800t0.96x=解得：x=583t答：可炼出含铁96%的生铁583吨。【练习】课本21页5、6题课本21页：5、用5000t含氧化铁(Fe2O3)76%的赤铁矿石，理论上可炼含铁98%的生铁多少吨？解：设理论上可以炼出生铁的质量为x16011298%xX＝2714.3t答：1000t含氧化铁(Fe2O3)76%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为2714.3t。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温5000t×76%=1605000t×76%11298%x6设需含Fe3O4质量分数为90%的磁铁矿石的质量为x。解：Fe3O4+4CO===3Fe+4CO223216890%X2000t×（1--3%）高温23290%X=1682000t×（1—3%）X≈2976.7t答：略6、冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石多少吨？课本21页：第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护（2）学习目标1、探究铁生锈的条件、理解生锈的条件和防锈的方法2、了解保护金属资源的重要性和途径自主感知(17-18页）1、在什么情况下铁更容易生锈？铁锈的主要成分是什么？有什么特点？为什么铝的活动性比铁强，但铝比铁耐腐蚀？2、从铁生锈的条件探究防锈的方法3、为什么要保护金属资源？有什么途径？铁轨的锈蚀铁钉的生锈各种铁制品的锈蚀为了减少损失，需要探究金属锈蚀的原因、防护的方法和废金属的回收利用金属锈蚀给人类带来了巨大的损失。四、铁制品锈蚀条件的探究取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验在试管1中加少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中在试管2中注满煮沸后迅速冷却的蒸馏水，塞紧橡皮塞在试管3中加入少量干燥剂（无水氯化钙）再放一团干棉球，塞紧橡皮塞c现象分析试管Ⅰ试管Ⅱ试管Ⅲ生锈不生锈不生锈铁既与水接触，又与氧气接触铁只与水接触铁只与氧气接触铁锈成分复杂，主要是Fe2O3·xH2O它是一种疏松多孔的物质，属于混合物与空气（氧气）接触与水接触铁锈（Fe2O3）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”拓展：食品“双吸剂”——铁粉在酸、盐的环境下，铁生锈速率会更快五、金属防腐蚀的方法：改变金属的内部结构制成合金，如不锈钢形成保护层刷油漆、涂油、烧制搪瓷（物理方法）电镀上一层耐腐蚀的金属（镀铬、锌、锡）、通过化学反应使表面形成致密的氧化物薄膜等改善腐蚀环境保持铁制品表面干燥和洁净原理：破坏腐蚀的条件：隔绝空气或氧气；保持干燥烤蓝车船表面涂油漆钢铁表面镀锌、铬等机器表面涂防锈油杯子等表面烧涂搪瓷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？刷油漆涂油镀铬铜生锈条件：空气、水和二氧化碳铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿保护原因2.废旧金属丢弃，会造成环境污染和浪费六、金属资源保护1、矿物储量有限、不可再生保护金属资源的方法：1、防止金属的腐蚀2、回收利用废旧金属3、合理有效开采矿物4、寻找金属的代用品—塑料等节约资源与能源降低成本课题小结一、金属在自然界的存在形式单质（游离态）；化合物（化合态）二、实验室还原氧化铁的原理及操作三、工业炼铁（了解炼钢）原料（各原料用途）、设备、原理、产物四、含杂质计算—混合物转化为纯净物五、探究金属腐蚀的条件六、防止金属腐蚀的方法七、金属资源的保护Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温写出下列反应的化学方程式1、乙醇燃烧2、铝与稀盐酸反应3、铁与硫酸铜溶液反应4、锌与硝酸银溶液反应5、镁与稀硫酸反应6、甲烷燃烧7、木炭还原氧化铜8、实验室制备二氧化碳9、二氧化碳使澄清石灰水变浑浊10、碳酸钠与稀盐酸反应