人教版九年级化学下册 课题3金属资源的利用和保护ppt课件

第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 图8－16 自然界以单质形式存在的金 图8－17 自然界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 金属活动性顺序表：  K  Ca  Na  Mg  Al  Zn  Fe  Sn  Pb  (H)  Cu  Hg  Ag  Pt  Au 金属活动性由强逐渐减弱 金属的存在形式 • 单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、 银、铜等 • 化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、 锌、钠和钙等 孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ) 闪锌矿 一、铁的冶炼 一、铁的冶炼 一、铁的冶炼 1.实验室用一氧化碳还原氧化铁 3 2 3高温Fe2O3 + CO === Fe + CO2反应原理 为什么？ 应用CO的什么性质？ （通点熄停） 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。   ③把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体 排除空气，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口 处的酒精灯(或用气球收集)，防止一氧化碳污染空气。待排尽 后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化。   ④当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一 会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，防止Fe被氧化。 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。 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用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气 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 ) 先通后点的原因是为了防止加热了的一 氧化碳和空气的混合气发生爆炸。 实验结束后，先熄灯后停气的原因是为 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。 先通CO后点灯 先熄灭酒精灯后停止通CO 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 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 ⑴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。 ⑵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 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 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) 例题：用1000 t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 t ? 解：设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x Fe2O3 ------------------2 Fe 160 2×56 1000t×80％ x·96% ∵ 160 2×56 1000t×80％ x·96% ∴ x= 2×56× 1000t×80％ 160×96% = 583 t 答：略。 解法二： 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 160                                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） 练习： 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 3.右下图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素 被人类大规模开发、利用的大致年限。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 约6000年前约200年前 约600年前 约2500年前   ⑴选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是         ；目前铝在多个领域替代易生锈的钢铁，其主要原因是         。 ①铝的密度小            ②铝很活泼     ③地壳中铝的含量高   ④铝的表面易生成致密的保护膜 ② ①④   ⑵钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。 右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学 方程式                                         ；能证明产物 中有铁粉的方法是：                       。 用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)  3CO+ Fe2O3        2Fe + 3CO2 ====高温   ⑶在组装仪器时，把玻璃管插入 橡胶管的操作方法 是                                                 。   此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法：                                                   。 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃 导管一端用水润湿后旋转插入 3CO+ Fe2O3         2Fe + 3CO2 ；====高温          1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反 应原理是在高温条件下CO作还原剂，夺取铁矿石里的氧， 将铁还原出来。          2.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。 列比例时，一定要用纯量。 m(纯) = m(不纯 )×纯度 练习： 1、某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石， 该厂理论上可以日产含Fe98％的生铁多少t? 2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4的赤铁矿 石多少t? 二、金属资源保护 金属资源的保护 资料一：根据已探明的一些矿物的储藏量和目前消 耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图 所示。 资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而 报废的金属设备和材料相当于年产量的20%-40%。 思 考 • 1 、金属资源短缺对人类社 会发展意味着什么呢？ • 2 、金属腐蚀的条件是什么 ？如何防腐？ • 3、如何保护金属资源？ 铁生锈的条件： • 与氧气（或空气）接触 • 与水接触 其它影响因素：温度、盐等 思考：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分 析铜生锈的条件又是什么？ • 与氧气、水和二氧化碳接触 实验：探究铁生锈的条件 请解释下列实验的现象 液面处铁 锈较多 干燥剂 ①干燥空气中 ②部分浸没水中 ③浸没水中 ④部分浸没食盐水中 ①保持钢铁表面的清洁干燥。 ②镀金属保护层：如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡， 钢圈镀铬、镍。 ③涂非金属保护层：如喷涂油漆、涂防锈油、在脸盆、杯子表面烧 涂搪瓷、用橡胶或塑料包在钢铁表面。 ④形成氧化膜保护层：枪套上形成四氧化三铁、 锯条上的烤蓝。 ⑤在钢铁里加入金属或非金属形成耐腐蚀合金：如不锈钢（加Cr、Ni） 防止铁锈蚀的主要措施： 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 • 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 1、防止金属的腐蚀， 2、金属的回收利用， 3、合理地开采矿物， 4、寻找金属的代用品。 怎样保护金属资源？ （1）汞与稀盐酸 （2）铝与硫酸铜溶液 （3）银与硫酸锌溶液 （4）锌与硝酸银溶液 （5）钠与稀硫酸 1、下列物质能否发生反应？写出能发生反应的化学方程式。 2、回答下列问题： （1）为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？ （2）切过咸鱼的刀不经洗净抹干，为什么很快就生锈？ （3）被雨水淋湿的自行车，为什么须先用干布擦净后才 能用带有油的布擦？ 1、菜刀在下述情况下，发生锈斑的 严重程度顺序是（ ） ①切湿咸菜后放置 ②切酸菜后放置 ③切完菜后洗净擦干④切完菜后洗 净擦干，再抹一点花生油 ⑤切完菜 后用水冲洗 A ①②③④⑤ B ⑤④①②③ C ④③⑤①② D ②①⑤③④ C 2、在下列各种情况下，埋在地下的铸 铁输气管道被腐蚀速度最慢的是（ ） A 在潮湿、疏松、透气的土壤中 B 在含沙粒较多、潮湿透气的土壤中 C 在疏松、透气、干燥的土壤中 D 在干燥、致密、不透气的土壤中 D 4、请你解释以下两个事实： 1）铝比铁容易氧化，但为什么铝 制品耐用而铁制品却容易锈蚀？ 铝被氧化后在其表面形成一层致密的 氧化膜，保护可铝不再进一步被氧化； 而铁氧化易生锈，需要一层保护膜。 2）为什么沿海，尤其是南方沿海地 区的钢铁制品比北方容易锈蚀？ 沿海地区，气候较潮湿，铁在潮湿的空气 中更易被腐蚀。