16年九年级化学下册课件第8单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第1课时《铁的冶炼》 .ppt

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解：设需要含Fe 2O 380%的赤铁矿质量为x。
高温
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
1－3%)
160 112
=
2
240
x×80% t×（1－3%）
解得： x=3880 t
答：需要含Fe2O3 80%的赤铁矿3 880t。
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金属资源的利用和保护
答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理 论上可炼出含铁96%的生铁583t。
21
解法二：
设：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以 炼出含铁96%的生铁质量为x。
Fe2O3 ～ 2Fe
160
112
1000 t×80% 96%·x
22
160 1000 t×80%
=
112 96%·x
解得： x=583 t
第2课时
新课导入
【资料一】 人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿 吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。
据估计一些矿物可供开采的年限
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【资料二】 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%。
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思考讨论： 1．金属资源短缺对人类社会发展意味着什么？ 2．金属腐蚀会给我们带来哪些危害？ 金属资源短缺和金属的腐蚀是对人类社会发展的严峻挑战， 因此，保护金属资源也就成了目前我们所面临的重大问题。
银
0.000 01
金
0.000 000 5
金属元素在地壳中的含量
3
金、银等以单质形式存在
自然界中以单质形式存在的金
自然界中以单质形式存在的银

A.车架表面喷涂油漆 B.钢圈表面镀防护金属 C.露天放置,日晒雨淋 D.链条表面涂机油
C
关闭
答案
123456
5.进行实验探究时,我们可以通过多种科学方法来获得信息。请根 据下图所示实验回答问题:
A.探究燃烧的条件
B.探究铁钉生锈的条件
(1)实验A是通过控制温度是否达到可燃物的着火点和控制
关闭
来(1探)可究燃可物燃是物否燃与烧氧的气条接触件。
关闭
C
答案
123456
3.青岛海湾大桥的主体结构是钢筋混凝土,钢筋保护不当会生锈。 下列有关钢筋生锈的叙述错误的是 ( ) A.钢筋生锈时一定伴随着物理变化 B.钢筋生锈时铁发生了缓慢氧化 C.钢筋生锈时只发生物理变化 D.钢筋生锈时会有难以察觉的热量释放
关闭
C
答案
123456
4.下列对自行车的做法不合理的是( )
【例题】 生活中许多常用器具都是搪瓷器具。搪瓷是指在钢铁 坯体表面涂上陶瓷,经高温烧结而成,这不仅使器具美观,而且还能 对内部钢铁坯体起保护作用。
(1)钢铁在与
、
同时接触时容易
生锈。
(2)发生碰撞时,搪瓷器具表面的陶瓷易脱落,破损后露出的坯体
易生锈,为延长破损搪瓷器具的使用寿命,可采用的一条补救措施
(2()2实)探验究B铁中只试与管水②接的触实是验否目生锈的是
。
(3()3综)对合比分(控析制以变上量两) 个实验,它们都采用了 法。
的实验方
答案
是。
解析：(1)钢铁生锈是由于铁与氧气和水发生复杂的化学反应。 (2)破损后露出的坯体是钢铁,为防止钢铁生锈,可采取的防锈措施 有表面刷油漆、涂油等。
答案：(1)氧气 水 (2)在破损部位的表面刷油漆

金属资源有限，而且不可再 生，应保护金属资源
保护金属资源的途径
阅读教材19页，了解保护金属资源的有效途径有哪些。
1.防止金属的腐蚀； 2.回收利用废旧金属； 3.合理地开采矿物； 4.寻找金属的代用品。
回收利用废旧金属好处
1、节约金属资源和能源 2、废旧金属回收利用还可以减少环境污染
课堂达标
红色粉末变为黑色
尾气燃烧产生蓝色火焰
试写出各处反 应的化学方程
式
澄清石灰水变浑浊
3.工业炼铁--设备、原料、原理、产 原料品
阅读思考
1.焦炭的作用：
提供热量，提供还原剂一氧 化碳
2.石灰石作用:
将铁矿石中的二氧化硅转化 为炉渣
炼铁设备——高炉
3.炼铁的原理：
高温条件下，用一氧化碳 做还原剂将矿石中的铁还
A．甲和乙
B．甲和丁
D．丙和丁
C．乙和丁
谢谢观看
原出来
3.工业炼铁--设备、原理、原料、产 品
4.得到的产品是什么？ 产品为生铁，是含碳量 在2%-4.3%的铁合金
5.出铁口为什么在出渣口下方？
产品
炼铁设备——高炉
铁水的密度比炉渣的密度小
工业炼铁和实验室炼铁有什么不同
1.原料、产物不同
工业炼铁原料和产物都是混合物， 实验室炼铁原料和产物都是纯净物。
第 八 单 元 金属和金属材料
第八单元 金属和金属材料
课 题 3 金属资源的利用和保护
第1课时
学习目标
1.通过阅读资料，能说出一些常见的金属矿物。 2.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 3.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
自主探究 一、铁的冶炼
1.金属资源概况

第八单元 金属和金属材料
课题3
回顾: 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
金属在自然界的存在形式
1、单质：极少数化学性质很不活泼的金 属，如金、银等
自然界以单质形式存在的金
自然界以单质形式存在的银
2、化合物：除极少数化学性质很不活泼的金 属，如金、银等外，其余的化学性质较活泼的 金属，如铜、铁、锌、铝、钠和钙等。
３、铁是人类每年从自然界中提取量最大的金属。
一、铁的冶炼
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 原理:一氧化碳还原氧化铁
现象：红色的氧化铁粉末变成黑是色（铁），澄
清石灰水变浑浊。
高温
反应原理：Fe2O3 + 3CO == 2Fe + 3CO2
注意：在实际生产中,所用的原料或产物都含有杂质。
在进行化学方程式计算时，要考虑杂质问题。
源？
实验：探究铁生锈的条件
铁生锈的条件：
1、与氧气（或空气）接触 2、与水接触
可见：铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与 空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程， 属于缓慢氧化反应。即铁制品在潮湿的空气中 易生锈。
思考与交流：铜制品表面常产生一种绿色 物质叫铜绿,根据铜绿的化学式 Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什 么？
交流与讨论：
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？
镀铬
刷油漆 涂油
二、金属资源的保护
资料二：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。
问题：如何保护有限的金属资源？
保护金属资源的方法：

Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2
160
112
800t
X
16
800t
1012
X
160 X =11 2 × 800t
X = 560t
折合为含铁96%的生铁的质量为560t÷96%=583t
答：1000t可炼出生铁为583t
练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化 三铁90%的磁铁矿石的质量是多少？
。
4.铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因
此铁制品可以全部被锈蚀,因而铁砂锈纸应及时除去。金属表面除锈
可以用物理方法,如刀刮、用
擦等。
5.讨论食品包装里纸袋中的铁粉有何作用? 防止食品氧化变质和受潮。
探究问题二:金属资源的保护
1.阅读课本P19—P20有关我国稀土资源的储量和利用的资料。
学完本课题你应该知道：P21
学生练习：1、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
2、通过实验回答，铁钉在 下列哪些情况下容易生锈？ （1）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中
3、如图所示实验，装置中出现的现象是（D ）
氧化碳与氧化铁的反
应来探究炼铁的原理
，装置如下图所示。
1请、回为答避有免关一问氧题化：碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方
框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a→ → →
。
C装置中NaOH的作用是
db
。
除去残余的二氧化碳e
2、实验开始时，应先通一氧化碳再加热 (填“先加热再
通CO”或“先通CO再加热”)，目的赶是尽玻璃管内的空气

面和空气交界面的部
时存在
分铁锈较多。
的环境
中铁能
不生锈
铁只与水接触 生锈。
试管Ⅲ
不生锈
铁只与氧气接触
铁制品锈蚀的条件：铁同时与氧气（或空气）接触、 与水接触。
铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、 水蒸气等发生化学反应的过程。(缓慢氧化）
注：铁锈的成分复杂，主要成分是Fe2O3·XH2O。 铁锈是一种疏松多孔的物质。
【问题】铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里 层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？
铁锈不能保护里层的铁 。铁锈是一种疏松多孔的 物质，具有吸水性，它能让水分和空气中的氧气穿过 它的空隙，不断向里层渗透，继续与铁反应，直至铁
被完全锈蚀，所以铁锈反而能加速里层的铁生锈。
想一想
1、试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要 加入植物油？
课题3 金属资源的利用和保护
铁的冶炼
一、金属资源的概况
1.地球上的金属资源（广泛存在于地
壳和海洋中）
• 多数以化合物形式存在（如各种矿石中） • 少数以单质形式出现（如：Au、Ag等）
有关铁的知识介绍
1、铁元素在自然界中的存在
2、人体中的铁元素
我国矿物种类比较齐全，储量也丰 富
• 其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居 世界前列； • 铜、铝、锰等储量在世界上也占有 重要位置。
B、用废酸液冲洗铁制污水管道 C、在铁制篮球架上刷一层油漆 D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干
3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加， 废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要
原因是 ( B )
A 回收利用电池外壳的金属材料 B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染 C 减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀 D 回收利用电池中的石墨电极

课题3 金属资源的利用和保护
防止铁生锈的方法： ①将铁制品放在干燥的环境中,保持铁制品表面洁净干燥。 ②在铁制品表面涂保护膜。如喷漆、涂油、搪瓷、镀一层耐腐蚀的 其他金属或高温灼烧金属，进行烤蓝处理等。 ③在铁中加入其它金属改变其内部结构（如：制成不锈钢）
课题3 金属资源的利用和保护 思考讨论回答：自行车支架、链条齿轮、钢圈的采用哪些措施防锈?
西汉时 期，出 现坩埚 炼铁法。 同时， 炼铁竖 炉规模
课题3 金属资源的利用和保护 上海宝山钢铁公司炼铁高炉
课题3 金属资源的利用和保护
炼铁原理(Fe2O3)
高温 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
实验现象：（1）玻璃管内红棕色粉末变成黑色（2）生成一种气体 能使澄清石灰水变浑浊。
课题3 金属资源的利用和保护
课题3 金属资源的利用和保护
我国丰富的金属资源
自然界中以单质形
式存在的金、银： AuAg常见 Nhomakorabea铁矿石：
赤铁矿（Fe2O3） 磁铁矿（Fe3O4）
菱铁矿（FeCO3）
课题3 金属资源的利用和保护
常见的铝矿石： 常见的铜矿石：
铝土矿（Al2O3）
黄铜矿（CuFeS2）
辉铜矿（Cu2S）
课题3 金属资源的利用和保护
2.用100t含四氧化三铁80％的磁铁矿，可炼出含杂质3％的生铁多 少吨？
59.7吨
课题3 金属资源的利用和保护
二.金属资源的保护 我们为何要保护金属资源？ 一方面，我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数 以亿吨计的金属。 另一方面，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%。防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域中的重 大问题。

例2、计算多少吨生铁中含铁的质量分数 为96%，含铁560t？
生铁的质量： 560t÷96%=583.3t
不纯物质的质量=
纯物质的质量÷物质的质量分数
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例3：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？
赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁
注意： 生铁的带质入量化：学方程式计算的数据应是 1000纯t×净8物0%的×质7量0%÷96%=583.3t
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实验操作顺序：
通入纯净的CO→排尽玻璃管内的空气 →加热→氧化铁由红变黑→停止加热 →继续通入CO直至玻璃管冷却
1、为什么要排尽玻璃管内的空气才加热呢？ 防止CO与空气混合加热时发生爆炸。 2、氧化铁由红变黑后为什么还要继续通 入CO直至玻璃管冷却？ 避免灼热的铁与空气又发生氧化反应。
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x=560t
吨。
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练习：要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需 要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少 吨？
生铁—铁—氧化铁—赤铁矿石 赤铁矿石: 3200t×（1-20%）÷70%÷80%=4571.5t
22
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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？
赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁 解：氧化铁的质量：
1000t×80% =800t
高温
3CO+Fe2O3 ===2Fe+3CO2
160
112
折算成生铁的质
800t
x
量为： 560t/96%=583t
160/800t=112/x 答：能得到生铁583
1、炼铁原料： 铁矿石、焦炭、石灰石
2、炼铁原理：
高温

保护金属资源的有效 途径是： 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理有效的开采矿物 寻找金属的代用品 物尽其用
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%。
铁生锈条件的探究
现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速 冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化 钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
人类每年要向自然界索取大量的金属矿 物资源，以提取数以亿吨计的金属。
《金属和金属材料》
金属的利用和保护
衣一配饰配件
食一厨房用品
住一建筑材料
行一现代化的交通工具
金属资源存在的方式：
1.以单质的形式：金，银等 2.以化合物的形式存在：铁，铝等大多数
我国的矿产资源：
我国是已知矿物种类较齐全的 少数国家之一。（钨、钼、钛、锡 等储量居世界前列；铜、铝等储量 也很高）
70% 48.27% 72.41% 46.67%
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
化学方程式： Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2
3、设备：高炉
高炉炼铁图： 焦炭
铁矿石
石灰石
热空气 炉
渣
生铁
出
出口
口
炼铁
工业炼铁
焦炭
原料 石灰石
铁矿石
设备 原理
高炉
C+O2=点=燃=CO2 CO2+C=高=温=2CO
高温 Fe2O3 + 3CO===2Fe + 3CO2
练习：要炼出含杂质3%的 生铁2000吨，需要含四氧 化三铁质量分数为90%的 磁铁矿石多少？

3CO + Fe2O3
高温
2Fe + 3CO2
实验现象：红色粉末变成黑色 工业炼铁原料： 铁矿石、焦炭和石灰石、空气
一、金属资源的存在形式
铁矿： 赤铁矿(Fe2O3)、黄 铁矿、菱铁矿
金 属 资 源
主要以化合 物形式存在 铝矿： 铝土矿(Al2O3)
铜矿： 黄铜矿、辉铜矿
少数金属单质形式， 如金、银
赤铁矿石
（主要成分Fe2O3）
菱铁矿石
（主要成分FeCO3）
黄铁矿石
（主要成分FeS2）
铝土矿
（主要成分Al2O3）
黄铜矿石
（主要成分CuFeS2）
辉铜矿石
（主要成分Cu2S）
金 银
二、铁的冶炼
1、一氧化 碳还原氧化 铁实验
CO
Fe Fe O O 2 2 3 3
澄清石灰水
(1)“CO早出晚归，酒精灯迟到早退”：在加热氧 排尽玻 化铁前需先通一会儿的一氧化碳,目的是_______ 璃管内的空气，以免加热混合气体时发生爆炸。 ______________________________________
解：设需要赤铁矿的质量为X 高温 Fe2O3 + 3CO 2 Fe + 3CO2 160 112 X·80% 1120t ×95 %
第八单元 金属和金属材料
课题三 金属资源的利用和保护
学习目标（1分钟）
1、知道一些常见金属的矿物，了解冶炼 铁的原理和方法； 2、能够根据化学方程式对含有杂质的反 应物或生成物进行相关计算。
自主学习（4分钟）+自主检测（3分钟） 阅读课本P14-P15 地球上的金属资源广泛地存在于 地壳 和海洋 中， 除 金 、 银 等少数很不活泼的金属以单质 形 式存在外，其余都以 化合物 的形式存在。几种常 见的金属矿石：赤铁矿，其主要成分为 Fe2O3 ； 磁铁矿，其主要成分为 Fe3O4 ；铝土矿，其主要 成分为 Al2O3 。. 实验室炼铁原理：