1、第八單元 金屬和金屬材料課題3 金屬資源的利用和保護人教新課標版九下第八單元人教新課標版九下第八單元溫故知新溫故知新1、背誦金屬活動性順序表。 此表有什么用途？K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au判斷金屬的活動性；判判斷金屬的活動性；判斷金屬與酸的反應；判斷斷金屬與酸的反應；判斷金屬與鹽的反應。金屬與鹽的反應。2、鋁的活動性比鐵強，可鋁的活動性比鐵強，可是通常看見鐵生銹而沒有是通常看見鐵生銹而沒有看到鋁生銹？看到鋁生銹？鋁在空氣中與氧氣反應，其表面生鋁在空氣中與氧氣反應，其表面生成一層致密的氧化鋁（成一層致密的氧化鋁（Al2O3）薄）薄膜，阻

2、止鋁進一步氧化，因此，鋁膜，阻止鋁進一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能具有很好的抗腐蝕性能3、光亮鋁絲浸入硫酸銅溶液中光亮鋁絲浸入硫酸銅溶液中 現象及反應的化學方程式現象及反應的化學方程式鋁絲表面覆蓋一層紅色的銅，溶液由藍鋁絲表面覆蓋一層紅色的銅，溶液由藍色變成無色色變成無色2Al + 3 CuSO4= Al2( SO4)3+ 3Cu4、銅絲浸入硝酸銀溶液中現象銅絲浸入硝酸銀溶液中現象及反應的化學方程式及反應的化學方程式銅絲表面覆蓋一層銀白色的銀，溶液由無銅絲表面覆蓋一層銀白色的銀，溶液由無色逐漸變成藍色色逐漸變成藍色Cu + 2AgNO3= Cu(NO3)2 + 2Ag5、銅絲浸入硫酸鋁

3、溶液中銅絲浸入硫酸鋁溶液中現象及反應的化學方程式現象及反應的化學方程式一一.金屬元素在自然界中的存在金屬元素在自然界中的存在 金屬元素在自然界中分布很廣，極少數不活潑的金屬元素在自然界中分布很廣，極少數不活潑的金屬（如金、銀等）有金屬（如金、銀等）有單質形式單質形式存在；存在；圖圖52 地殼中金屬的百分含量地殼中金屬的百分含量 含有礦物的巖石稱為含有礦物的巖石稱為礦礦石。石。鐵礦石等都是常見鐵礦石等都是常見的礦石的礦石 其余大多數以其余大多數以化合物化合物的形式存在。金屬化合物的形式存在。金屬化合物在自然界中以在自然界中以礦物礦物的形的形式存在。式存在。元素名元素名稱稱質量分質量分數數/元素名

4、元素名稱稱質量分質量分數數/鋁鋁7.73鎂鎂2.00鐵鐵4.75鋅鋅0.008鈣鈣3.45銅銅0.007鈉鈉2.74銀銀0.00001鉀鉀2.47金金0.0000005赤鐵礦赤鐵礦黃鐵礦黃鐵礦菱鐵礦菱鐵礦鋁鋁士士礦礦黃銅礦黃銅礦輝銅礦輝銅礦Fe2O3常見幾種金屬礦物的成分常見幾種金屬礦物的成分 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O紅色至紅褐色結晶或粉末 二二.鐵的冶煉鐵的冶煉為紀念為紀念1996年中國鋼產量突破年中國鋼產量突破1億噸而發行的郵票億噸而發行的郵票鞍山鋼鐵公司煉鐵高爐鞍山鋼鐵公司煉鐵高爐現象：現象：紅色紅色粉末逐粉末逐漸變成漸變成黑色黑色，澄清，澄清的石灰水變

5、渾濁。的石灰水變渾濁。點燃尾氣有點燃尾氣有藍色藍色火火焰焰一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2用酒精燈點燃尾氣的作用是用酒精燈點燃尾氣的作用是防止一氧化碳污染空氣防止一氧化碳污染空氣證明生成物中有鐵粉方法用磁鐵吸用磁鐵吸(或加稀鹽酸有氣泡或加稀鹽酸有氣泡 )圖圖B與圖與圖A相比相比 利用尾氣燃燒放出熱量加熱氧化利用尾氣燃燒放出熱量加熱氧化鐵可以節約能源鐵可以節約能源實驗步驟：實驗步驟：1、檢查裝置氣密性（？）、檢查裝置氣密性（？）2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置、將適量的

6、氧化鐵裝入試管并固定裝置3、點燃右邊點燃右邊酒精燈（？怎樣節能環保）酒精燈（？怎樣節能環保）4、通入一氧化碳通入一氧化碳氣體氣體5、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6、待、待硬質玻璃管硬質玻璃管內紅色物質完全變為黑色時停止加熱內紅色物質完全變為黑色時停止加熱7、待玻璃管內固體冷卻后、待玻璃管內固體冷卻后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄滅右邊熄滅右邊 酒精燈酒精燈 實驗前要先通實驗前要先通CO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時加熱時CO與空氣混合發生爆炸；實驗完畢后，停止加熱時與空氣混合發生爆炸；實驗完畢后，停止加熱時要繼續通要

7、繼續通CO至玻璃管內固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵至玻璃管內固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。（辦法）與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。（辦法）尾管小改進尾管小改進 加一個螺旋銅絲加一個螺旋銅絲 尾管旋轉用一個噴燈尾管旋轉用一個噴燈煉鐵高爐煉鐵高爐鐵礦石、焦炭、石灰石鐵礦石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫CO2C 2CO 高溫高溫C + O2 CO2 點燃點燃在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO 2Fe+3CO

8、2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣焦炭、空氣化學方程式：化學方程式：（二）（二）工業煉鐵原理工業煉鐵原理COCO是還原劑是還原劑；Fe2O3是氧化劑是氧化劑煉鋼和煉鐵的比較煉鋼和煉鐵的比較生鐵冶煉煉鋼原料鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石 生鐵、廢鋼原理在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。 用氧氣或鐵的氧化物除去生鐵中多余的碳元素主要設備高爐轉爐、平爐、電爐產品生鐵鋼高溫%100量該化合物的相對分子質原子個數該元素的相對原子質量純度某混合物的質量某元素的質量某混合物的質量某元素的質量某混合物的質量純度純度某元素質量分數某元素質量分數 %100不純物質的總質量純物質的質量純度

9、某元素的質量某元素的質量 （三）相關純度計算（三）相關純度計算純物質質量有關雜質問題的計算有關雜質問題的計算例1、1000t含雜質含雜質20%的赤鐵礦石中含的赤鐵礦石中含氧化鐵的質量是多少？氧化鐵的質量是多少？氧化鐵的質量氧化鐵的質量： 1000t （ 1- 20% ）=800t用到的公式用到的公式純物質的質量純物質的質量=不純物質的質量不純物質的質量純物質的質量分數（純度）純物質的質量分數（純度）%100不純物質的總質量純物質的質量純度用到的公式用到的公式不純物質的質量不純物質的質量=純物質的質量純物質的質量%100不純物質的總質量純物質的質量純度例例3：用：用1000t含氧化鐵含氧化鐵80

10、%的赤鐵礦石，的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵理論上可以煉出含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？注意：注意： 帶入化學方程式計算的數據帶入化學方程式計算的數據應是純凈物的質量應是純凈物的質量赤鐵礦石赤鐵礦石氧化鐵氧化鐵鐵鐵生鐵生鐵1000t80% 70%96%=583.3t生鐵的質量：生鐵的質量：練習：要煉出含雜質練習：要煉出含雜質2%的生鐵的生鐵3200噸，需噸，需要含氧化鐵質量分數為要含氧化鐵質量分數為80%的赤鐵礦石多少的赤鐵礦石多少噸？噸？生鐵生鐵鐵鐵氧化鐵氧化鐵赤鐵礦石赤鐵礦石3200t（1-2%）70%80%=4571.5t赤鐵礦石赤鐵礦石:課本例題用1000t 含氧化鐵80的赤鐵

11、礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為： 1000t 80=800t設：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為 xFe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫160 112800t x112160 xt800 x=560t折合為含鐵96 的生鐵的質量為 560t 96 =583t答：用1000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵583t診斷補償，點擊中考計算題（黃岡） 用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？赤鐵礦石赤鐵礦石氧化鐵氧化鐵鐵鐵生鐵生鐵生鐵的質量：生鐵的質量：2000t80%

12、 70%96%= 1166t計算題（黃岡）用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵多少噸？v解：2000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：2000t 80=1600tv設：1600t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為 x Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 160 112v1600t xvx=1120tv折合為含鐵96 的生鐵的質量為 1120t 96 =1166tv答：用2000t 含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96 的生鐵1166txt1600112160高溫練習：某煉鐵廠日產含碳練習：某煉鐵廠日產含碳3 0%的生鐵的生鐵310 t，問該廠每天至，

13、問該廠每天至少需含氧化鐵少需含氧化鐵80%的赤鐵礦石多少噸？的赤鐵礦石多少噸？解法一：根據化學方程式計算。解法一：根據化學方程式計算。生鐵中含鐵為：生鐵中含鐵為：310 t 13 0% 300 7 t設需氧化鐵的質量為設需氧化鐵的質量為x，3COFe2O3=3CO22Fe 160 112 x 300 7 t 160/ 112=x/300.7t x 429 57 t答：所需鐵礦石為：答：所需鐵礦石為：536 96 t解法二：根據化學式計算。解法二：根據化學式計算。生鐵中含鐵為：生鐵中含鐵為：310 t 13 0% 300 7 t根據化學式根據化學式Fe2O3，所需氧化鐵的質量為：，所需氧化鐵的質

14、量為：300 7 t/70%429 57 t所需鐵礦石為：所需鐵礦石為：429.57t/80%536 96 t答：每天需該礦石答：每天需該礦石536 96 t練習：某煉鐵廠日產含碳練習：某煉鐵廠日產含碳3 0%的生鐵的生鐵310 t，問該廠每天至，問該廠每天至少需含氧化鐵少需含氧化鐵80%的赤鐵礦石多少噸？的赤鐵礦石多少噸？鐵礦石鐵礦石石灰石石灰石焦炭焦炭3.在高溫下用在高溫下用m克氧化鐵得克氧化鐵得n克鐵，氧的克鐵，氧的相對原子質量為相對原子質量為16，則鐵的相對原子質量，則鐵的相對原子質量為為 。24n/(m-n)3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2高溫解：設鐵的相對原子質量為解：設鐵的

15、相對原子質量為x 據有關資料報導，現在全世界每年被腐據有關資料報導，現在全世界每年被腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產量的蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產量的20%40%鋼鐵的最大的弱點就是容易生繡鋼鐵的最大的弱點就是容易生繡三三.金屬資源保護金屬資源保護1.金屬的腐蝕和防護金屬的腐蝕和防護鐵軌的銹蝕鐵軌的銹蝕鐵釘的生銹鐵釘的生銹各種鐵制品的銹蝕各種鐵制品的銹蝕 為了減少損失，為了減少損失，需要探究需要探究金屬銹金屬銹蝕的原因蝕的原因、防護防護的方法的方法和和廢金屬廢金屬的回收利用的回收利用金屬銹蝕給人類金屬銹蝕給人類帶來了巨大的損帶來了巨大的損失。失。 現有潔凈無銹的鐵釘、試管、經煮沸現

16、有潔凈無銹的鐵釘、試管、經煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣等。試設計實驗證明鐵制品燥劑氯化鈣等。試設計實驗證明鐵制品銹蝕的條件。銹蝕的條件。鐵釘在水面以上部分鐵釘在水面以上部分生成了一層紅褐色的生成了一層紅褐色的鐵銹，且鐵釘位于水鐵銹，且鐵釘位于水面和空氣交界面的部面和空氣交界面的部分鐵銹較多。分鐵銹較多。 1 1、金屬的腐蝕和防護、金屬的腐蝕和防護活動與探究活動與探究（鐵生銹條件的探究）（鐵生銹條件的探究） 條條 件件現象現象分分 析析水、氧氣水、氧氣水水氧氣氧氣生銹生銹不生銹不生銹不生銹不生銹可得鐵生銹與氧氣有關可得鐵生銹與氧氣有關可得鐵生

17、銹與水有關可得鐵生銹與水有關結論：在結論：在水、氧氣水、氧氣同時存同時存在的環境中鐵能生銹在的環境中鐵能生銹。（緩慢氧化，放熱）（緩慢氧化，放熱）問題：問題：鋁的化學性質比鐵鋁的化學性質比鐵活潑為什么不生銹呢？活潑為什么不生銹呢？在空氣中銹蝕，實際上是在空氣中銹蝕，實際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等等物質相互作用，發生一系列復雜的物質相互作用，發生一系列復雜的化學變化學變化化，使鐵轉化為，使鐵轉化為鐵的化合物鐵的化合物的過程。的過程。因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易因此，鐵與空氣接觸，又有水分時，最易生銹！生銹！鐵銹成分復雜，主要是鐵銹成分復雜，主要是FeFe2 2O O3 3XHXH2 2

18、O O它它是一種疏松多孔的物質是一種疏松多孔的物質 鐵銹鐵銹這種多孔性的物質，能讓水分和空氣穿過它這種多孔性的物質，能讓水分和空氣穿過它的空隙，不斷向里層滲透，繼續跟鐵反應，直至鐵被的空隙，不斷向里層滲透，繼續跟鐵反應，直至鐵被完全銹蝕。完全銹蝕。 氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質比較氧化鐵與鋁壺表面的氧化鋁膜性質比較 鐵銹鐵銹 (e23)氧化鋁氧化鋁 (Al2O3)結構特點結構特點若不除去結果若不除去結果疏松多孔疏松多孔完全銹蝕完全銹蝕致密結實致密結實使鋁使鋁“自我護自我護”與空氣（氧氣）與空氣（氧氣）接觸接觸與水與水接觸接觸怎么防止鋼鐵生銹呢？怎么防止鋼鐵生銹呢？在在車車船船的的表表面面噴噴

19、油油漆漆在機械表面涂防銹油在機械表面涂防銹油在面盆、杯子、在面盆、杯子、等表面燒涂搪瓷等表面燒涂搪瓷此外，還可以在鋼此外，還可以在鋼鐵表面鍍上一層能鐵表面鍍上一層能起保護作用的其他起保護作用的其他金屬。金屬。如：在鋼鐵表面鍍如：在鋼鐵表面鍍錫、鍍鋅、和鍍鉻錫、鍍鋅、和鍍鉻鍍銅鍍銅金屬防腐蝕的方法：（1)1)隔絕空氣或氧氣隔絕空氣或氧氣 (2)(2)隔絕水隔絕水根據燃燒條件和滅火的方法結合鐵生銹的條件，說出防止鐵生銹的方法根據燃燒條件和滅火的方法結合鐵生銹的條件，說出防止鐵生銹的方法v自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？思考：思考：根據銅綠的化學式根據銅綠的化學式Cu2(O

20、H)2CO3分分析銅生銹的條件又是什么？析銅生銹的條件又是什么？在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等在潮濕的空氣中銅與氧氣、水、二氧化碳等作用生成了銅綠。作用生成了銅綠。 推理依據是按銅綠的化學推理依據是按銅綠的化學式可知：銅綠含式可知：銅綠含C、H、O、Cu四種元素，四種元素， 若無空氣中的若無空氣中的O2、H2O、CO2 等對銅發生作等對銅發生作用則銅綠中不可能含用則銅綠中不可能含O、C、H等元素。用白等元素。用白醋浸泡可除去銅銹醋浸泡可除去銅銹。 一一. .防止金屬腐蝕防止金屬腐蝕 二二. .回收利用廢舊金屬回收利用廢舊金屬三三.合理有效地開采礦物合理有效地開采礦物 四四.尋找金屬的代用品尋找金屬的代用品保護金屬資源的方法：v防止金屬的腐蝕v回收利用廢舊金屬v有計劃、合理地開采礦物v尋找金屬的代用